邁向綠色未來：氫能技術(shù)在可持續(xù)交通中的作用

未來的出行將更加生態(tài)高效——?dú)淠芗夹g(shù)與人工智能的完美結(jié)合。未來的目標(biāo)基于世界的安全、自由和平等，也是現(xiàn)代汽車的基石。低環(huán)境影響的目標(biāo)意味著放棄煤炭技術(shù)，轉(zhuǎn)而使用可再生能源。煤炭是一種化石燃料，會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體排放，包括二氧化碳、甲烷和氮氧化物。這些排放導(dǎo)致氣候變化，對(duì)我們的星球構(gòu)成重大威脅。另一方面，可再生能源是一種不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放的能源?？稍偕茉吹闹饕獊碓窗ㄌ柲堋L(fēng)能、水力發(fā)電和地?zé)崮堋?

氫能

氫是一種清潔且可持續(xù)的能源，可用于為車輛、建筑物和工業(yè)提供動(dòng)力。根據(jù)市場(chǎng)估計(jì)和預(yù)測(cè)，與最新的技術(shù)發(fā)展相關(guān)，氫將越來越多地成為可再生能源，類似于太陽能和風(fēng)能。如果單獨(dú)使用這種新型清潔能源，如果不與人工智能一起使用，其效率將不會(huì)那么高。事實(shí)上，得益于人工智能，許多關(guān)鍵因素可以得到改善，例如安全性、效率和舒適性，尤其是在汽車領(lǐng)域領(lǐng)域。可持續(xù)出行是一項(xiàng)全球挑戰(zhàn)，需要廣泛的承諾，但這種能源轉(zhuǎn)型必須盡可能快地將所有知識(shí)集中到新技術(shù)上，鼓勵(lì)公眾購(gòu)買氫動(dòng)力汽車。對(duì)這種新型能源的未來預(yù)測(cè)非常樂觀，從圖 1 中的圖表可以看出，氫燃料電池市場(chǎng)的全球份額預(yù)計(jì)將從 2022 年最初的 40 億美元達(dá)到 2032 年的近 400 億美元，每年增長(zhǎng)約 26%。

氫是宇宙中最豐富、最輕的化學(xué)元素。與其他燃料相比，氫每單位質(zhì)量所含的能量更多。不幸的是，氫的單位體積能量密度也較低，因此，要達(dá)到相同的能量需求，與其他燃料相比，需要更大體積的氫。

氫不是能源，而是能源載體。因此，它的運(yùn)行與電力相關(guān)，而且非常清潔，因?yàn)槭褂脷洳粫?huì)產(chǎn)生溫室氣體或其他污染物質(zhì)。實(shí)際上，它可以積累并隨后提供能量。燃料電池就是一個(gè)例子，它利用氫的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，只產(chǎn)生水、熱量，最重要的是，電能作為副產(chǎn)品。

如今，全球一半的工業(yè)領(lǐng)域不適應(yīng)電氣化;因此，需要化石燃料的有效替代品，其中之一就是清潔氫，也稱為綠氫。如果氫來自可再生、低碳能源，它就可能是清潔地球的重要組成部分。綠氫是一種通過特殊的零排放程序獲得的元素。該過程通過利用可再生能源產(chǎn)生的能量電解水來實(shí)現(xiàn)，結(jié)果是水分子分解成氫和氧。據(jù)估計(jì)，到 2050 年，70% 的氫氣將是綠色的，也就是說，來自可再生能源，而不像藍(lán)氫和灰氫，它們是通過使用化石燃料獲得的。

氫是宇宙中最豐富的元素，但在地球上，氫的生產(chǎn)采用各種方法和過程，包括化石燃料、天然氣、煤、水、核能、生物質(zhì)、風(fēng)能和太陽能。

電解過程

電解是一種利用電能強(qiáng)制化學(xué)反應(yīng)的過程。它們是由溶液中所含離子與電流發(fā)生器的電極接觸時(shí)發(fā)生的氧化和還原現(xiàn)象引起的。根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)，水電解可使分子斷裂，釋放出氫和氧。

該反應(yīng)可以在稱為“電解池”的容器內(nèi)進(jìn)行。它由一個(gè)電流發(fā)生器(電堆或電池)組成，兩個(gè)金屬電極連接到該電流發(fā)生器，并浸入水和鹽的溶液中以促進(jìn)電子通過?；瘜W(xué)反應(yīng)分為兩個(gè)次級(jí)反應(yīng)：

· 還原反應(yīng)在陰極(負(fù)極)發(fā)生，并產(chǎn)生氫氣。

· 氧化反應(yīng)發(fā)生在陽極(正極)，并產(chǎn)生氧氣。

產(chǎn)生的氫氣的體積是氧氣的兩倍，因?yàn)閮煞N氣體的化學(xué)計(jì)量比是 2:1。

當(dāng)將氣體收集到試管中時(shí)，產(chǎn)生的氫氣量是氧氣量的兩倍。一旦將兩個(gè)電極連接到電池上，就可以觀察到氣體的產(chǎn)生。然后，如果收集到足夠量的氫氣并將一根點(diǎn)燃的火柴放在它附近，就會(huì)發(fā)生輕微爆炸，這是由于氫氣本身的燃燒。這個(gè)過程是可再生的，不會(huì)產(chǎn)生任何污染排放。在這種情況下，產(chǎn)生的氫氣是可再生的，是一種極好的、極其清潔的燃料，而且從它的燃燒中可以重新產(chǎn)生水。

大公司的舉措

為應(yīng)對(duì)氫能技術(shù)未來的應(yīng)用，許多汽車公司都致力于開發(fā)更高效、更便捷、更人人都能使用的氫能汽車。他們正在投資研發(fā)，以提高氫能汽車的性能和便利性，以便在不久的將來在用戶中得到更廣泛的應(yīng)用。

例如，現(xiàn)代汽車致力于創(chuàng)造更可持續(xù)的未來。它無疑在向更可持續(xù)的出行方式轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。該公司正在投資研發(fā)汽車人工智能技術(shù)，包括自動(dòng)駕駛、駕駛輔助和車隊(duì)管理。這些技術(shù)有可能使汽車更安全、更高效、更環(huán)保。

此外，現(xiàn)代汽車已在生產(chǎn)多種氫動(dòng)力汽車，包括轎車、卡車和公共汽車。氫動(dòng)力汽車是一種清潔且可持續(xù)的內(nèi)燃機(jī)汽車替代品，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)排放溫室氣體?，F(xiàn)代汽車正在投資減少污染、改善空氣質(zhì)量和創(chuàng)造綠色空間的技術(shù)。該公司正在與其他公司和組織合作，開發(fā)創(chuàng)新解決方案，以應(yīng)對(duì)我們這個(gè)時(shí)代的環(huán)境挑戰(zhàn)。這些項(xiàng)目的一個(gè)例子是循環(huán)制氫技術(shù)，將污染物轉(zhuǎn)化為清潔氫氣。這項(xiàng)技術(shù)可能對(duì)減少空氣污染產(chǎn)生重大影響。

氫動(dòng)力汽車的生產(chǎn)仍是一項(xiàng)新興技術(shù)，但發(fā)展迅速，預(yù)計(jì)未來幾年銷量將以至少 26% 的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。氫動(dòng)力汽車產(chǎn)量的增長(zhǎng)受到幾個(gè)關(guān)鍵因素的推動(dòng)，例如人們對(duì)氣候變化的日益擔(dān)憂、能源成本的上升和政府的支持。與內(nèi)燃機(jī)汽車和電池電動(dòng)汽車 (BEV) 相比，氫動(dòng)力汽車具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。它們的續(xù)航里程比 BEV 更長(zhǎng)，可以在幾分鐘內(nèi)加滿燃料。此外，氫動(dòng)力汽車的溫室氣體排放為零，使其成為一種更可持續(xù)的出行解決方案。

除了現(xiàn)代的 Nexo 之外，還有幾家公司生產(chǎn)氫動(dòng)力汽車，并為這項(xiàng)新技術(shù)提供技術(shù)貢獻(xiàn)。例如，豐田已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，并以“零排放，只有水滴”為口號(hào)，已經(jīng)銷售了大量氫動(dòng)力汽車：其新款 Mirai 就是明證，續(xù)航里程比第一代增加了 30%。寶馬也推出了自己的氫動(dòng)力汽車，并將在未來幾年進(jìn)一步擴(kuò)大其汽車系列。

汽車公司正在投資研發(fā)以提高氫動(dòng)力汽車的性能和便利性。目前，它們的價(jià)格仍高于內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動(dòng)汽車;不過，各公司正在努力降低零部件成本。目前，氫動(dòng)力汽車的自主性有限，但各公司正在努力提高燃料電池和氫氣罐的效率，始終把安全放在首位。一個(gè)越來越廣泛的加氫站網(wǎng)絡(luò)正在逐步建立。汽車公司堅(jiān)信可持續(xù)出行是可能的，通過他們的研發(fā)承諾和戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，他們正在幫助為所有人創(chuàng)造一個(gè)更清潔、更宜居的未來。