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近日，長安CS75、東風風神相繼曝光了氫燃料電池新車申報圖，在以純電動汽車為主的國內新能源車市場，長安、東風兩家車企為什麼要特立獨行？氫燃料電池汽車國內外發展現狀如何？和傳統鋰離子電池相比，到底誰才是未來方向？
因為氫氣可以通過電解水而得到，所以氫燃料電池汽車一度被神化，神奇到加水就能跑。但現實中的氫燃料電池汽車工作原理可沒那麼簡單。
傳統燃油車通過燃料直接燃燒做功，為車輛提供動力；而氫燃料電池汽車雖然有「燃料」二字，但卻不是利用燃料（氫氣）燃燒來獲取能量，而是以氫燃料電池產生的電能為電機供電，通過電機來驅動車輛。
燃料電池是利用氫氣（H2）和氧氣（O2）發生化學反應過程中的電荷轉移來形成電流，本質是水電解的「逆」裝置，主要由陽極、陰極、電解質三部分組成，其中氫電極為陽極、氧電極為陰極。
氫氣進入燃料電池的陽極後，在催化劑的作用下，一個H2（氫分子）解離為2個H+（氫離子），同時釋放出2個電子。
而在電池的另一端，氧氣進入電池陰極後，在催化劑的作用下，氧分子（O2）和氫離子（H+）與通過外電路到達陰極的電子發生反應生成水（H2O）。
而在化學反應的過程中，為了讓電荷（電子）在外電路移動形成直流電，所以這一過程最關鍵的技術就是利用特殊的「電解質薄膜」將氫離子（H+）和電子分離開。氫離子體積小，可以穿越薄膜孔洞，被吸引到薄膜另一側與氧分子結合。而電子則無法穿過薄膜被剝離出來，最終通過外電路形成直流電。
所以只要源源不斷地向燃料電池注入氫氣和氧氣，就可以連續輸出電流。
從上文我們了解到，氫燃料電池的主要原料為氫氣和氧氣，其中氧氣很好獲得，空氣中就含有大量氧氣；但氫氣的製取就很複雜，而且氫氣在常溫常壓下，是一種極易燃燒的氣體，存儲和運輸都是一個技術難題。
1、氫氣的製取
目前工業製取氫氣的方法雖然眾多，包括電解水、水煤氣法制氫氣、太陽能光電化學分解熱化學制氫制氫、焦爐煤氣冷凍制氫等，但目前還沒有一種價格低廉、無汙染、技術優良的工藝方法。
2、氫氣的存儲、運輸
氫氣無色無味。密度小，是世界上已知最輕的氣體；半徑小，在高溫、高壓下，氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板；另外氫氣非常活躍，穩定性極差，洩露後易發生燃燒和爆炸。
所以製取出來的氫氣如何安全的存儲和運輸，是一個至今沒能很好解決的技術性難題。
四種儲氫技術對比
目前主流的氫氣存儲法有高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固態合金儲氫、有機液態儲氫四種，但四種方法各有明顯的優缺點，距離氫燃料電池汽車領域還有很長路要走。
1、清潔無汙染，氫燃料電池的「燃料」是氫氣和氧氣，兩者發生化學反應後生成水，是一種無汙染，零碳排放的發電裝置。
2、可再生能源，相比汽油、柴油等不可再生能源，氫主要以化合物的形式存在於多種物質中，比如氫氧化合物(水)和碳氫化合物，而通過電解水就可以獲得源源不斷的氫氣，是一種可再生能源。
3、和普通的鋰電池純電動汽車相比，氫燃料電池汽車補充燃料時間短，僅需3-5分鐘，和燃油車加汽油時間差不錯。
4、續航時間長，相比傳統純電動汽車300-400公裡的續航，氫燃料電池汽車的續航一般在500公裡左右，而最新一代豐田Mirai，一次加氫的續航裡程最高可達850公裡。
氫燃料電池在汽車領域內的研究最早是加拿大的巴拉德公司，其在1979年就開始搭建商業化的氫燃料電池電堆，並在1992年就做了一個90kw的車用電堆給大巴用。
而在1994年，戴姆勒推出了基於梅賽德斯－奔馳MB100運輸車的NECAR1氫燃料電池汽車，續航裡程約130km。豐田的Mirai到了2014年才推出。
相比歐美國家，韓本和韓國進軍氫燃料電池汽車領域或許比較晚，但卻是最忠實的擁護者，目前消費者可以買到的幾款量產氫燃料電池乘用車也出自兩國。
最知名的氫能源電池汽車當屬豐田的Mirai，但在豐田之前，韓國現代於2013年便推出了ix35FCV。
美國氫燃料電池汽車發展現狀
在氫燃料電池汽車普及方面，美國算是走在前列，豐田Mirai在美國近幾年的年銷量均突破了1500輛，是Mirai最大的市場。另外美國還擁有全球最大的燃料電池叉車企業PlugPower，目前已有超過2萬臺燃料電池叉車，進行了600萬多次加氫操作。
在加氫站建設方面，美國是目前全球最多的，全美分布了67座加氫站。另外美國燃料電池汽車使用量也非常高，全年液氫市場需求量的14%都被用於燃料電池車。
日本氫燃料電池汽車發展現狀
日本由於資源的短缺，所以對氫能和燃料電池的重視程度和推廣力度在全球來看算是最大的。
2014年，日本制定了「氫能與燃料電池戰略路線圖」，提出了實現「氫能社會」目標分三步走的發展路線圖：到2025年要加速推廣和普及氫能利用的市場；到2030年要建立大規模氫能供給體系並實現氫燃料發電；到2040年要完成零碳氫燃料供給體系建設。截止2019年，日本燃料電池乘用車保有量超3000臺，燃料電池大巴預計2020年增加到100臺。從目前趨勢來看，預計到2050年，日本燃油汽車將全面向燃料電池汽車過渡。
歐洲氫燃料電池汽車發展現狀
2019年，歐洲燃料電池和氫能聯合組織(FCH-JU)發布《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉型的可持續發展路徑》報告。
歐盟對氫能產業鏈的設想願景
報告指出，歐盟要實現脫碳目標，實現能源轉型就需要大規模的氫能，將氫能提到了新高度。按照規劃，到2050年歐洲能夠產生大約2250太瓦時（TWh）的氫氣，相當於歐盟總能源需求的1/4。大約可以為4200萬大型汽車、170萬輛卡車、25萬輛公共汽車和超過5500輛火車補充燃料。
韓國氫燃料電池汽車發展現狀
對待韓國氫燃料電池汽車，韓國的步伐可能是邁得最快的。
韓國在2019年1月發布「氫能經濟發展路線圖」，按照規劃，韓國的氫燃料電池汽車累計產量由2018年的2000餘輛增到2040年的620萬輛，氫燃料電池汽車充電站也將由14個增至1200個。
在氫燃料電池汽車發展方面，我國也一直不落後。早在2016年，中國標準化研究院資源與環境分院和中國電器工業協會發布的《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書（2016）》首次提出了我國氫能產業的發展路線圖。對我國中長期加氫站和燃料電池車輛發展目標進行了規劃。
另外在《中國製造2025》明確提出燃料電池汽車發展規劃，更是將發展氫燃料電池提升到了戰略高度。
但即便如此，我們在氫能技術、氫能產業等方面，與國外先進水平還有一定差距。
另外與豐田、現代不同的是，我國氫燃料電池汽車主要分布在商用車領域，主要為城市客車、公交與廂式運輸車，乘用車少之又少。
榮威950FULLCELL算是國內第一款氫燃料電池乘用車，並且早在2014年便推出市場。但因為生不逢時，氫能產業不成熟，加氫站少，再加之政策主要偏向傳統鋰離子純電動汽車，所以榮威950FULLCELL幾乎沒人買。而且在榮威950FULLCELL之後很長一段時期內，國內車企再沒有出現第二款氫燃料電池乘用車。
直到2020年，隨著廣汽AionLXFuelCell（650km）登陸工信部新車目錄，才預示著國內第二款量產氫燃料電池乘用車的到來。而這次曝光的CS75PHEV和東風風神AX7，算是國內第三款和第四款量產氫燃料電池乘用車。
我國雖然在氫燃料電池乘用車方面走得比較慢，但氫燃料電池商用車卻發展順利。相關數據顯示，從2016年開始，國內氫燃料電池商用車產銷都保持著不錯增長態勢，截止2019年保有量超過6000輛，已達成《節能與新能源汽車技術路線圖》中到2020年實現5000輛燃料電池汽車規模的階段性目標。
目前隨著國家對氫燃料電池汽車的重視以及各地氫能項目的陸續開工投產，我國的氫能和燃料電池汽車產業鏈將逐步完善，關鍵技術也將取得重大突破，未來值得期待。
從國家信息中心的報告來看，現階段傳統純電動汽車所使用的電池主要有液態鋰離子電池、鉛酸電池和鎳氫電池等，但受限於能量密度和充電時間等，發展已經遭遇瓶頸。
據悉，大眾和豐田已經不在傳統鋰離子電池上投入，主要依託比亞迪、寧德時代等供應商，提供傳統鋰離子電池，而他們則會把主要精力放在下一代動力電池的研發上。包括金屬空氣電池、全固態鋰離子電池和燃料電池等。
但一個新技術從研發到技術成熟再到大面積商用，是一個漫長的過程，所以在很多技術難點沒有突破之前，氫燃料電池汽車能否替代傳統純電動汽車還不好說。
所以在下一代動力電池沒有實現重大技術突破之前，傳統鋰離子純電動汽車仍然是新能源汽車的主流，而且會存在很長一段時間。
相比傳統鋰離子電池純電動汽車，氫燃料電池汽車在續航、加氫時間等方面確實存在諸多優勢，但從目前來看，氫氣的生產、製造和運輸等環節仍然是技術難題。
從國內外氫燃料電池汽車的發展現狀來看，我們在氫能技術、氫能產業等方面與國外發達國家尚有差距，如果再不發力，將來一些核心技術可能受制於人。好消息是我們看到政策的傾斜和越來越多車企投入到氫燃料電池汽車的研發和生產上。
假以時日，氫燃料電池汽車能夠取得重大技術突破，那麼氫燃料電池汽車走近普通老百姓的日子就真的不遠了。
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