世界人口稠密地區(qū)的生態(tài)環(huán)境變差、氣候變暖，在汽車上推廣“清潔技術”以及成為燃眉之急！

性能良好、污染較少、成本低廉而又便于運輸和保存的代用燃料，成了“清潔汽車”的shouxuan。

作為傳統(tǒng)汽車的代用燃料，有甲醇、乙醇、生物燃油等。它們在發(fā)動機上的使用，降低了汽車的有害排放。

但是，上述汽車代用燃料的生產原料還存在問題。比如，大規(guī)模地利用植物生產乙醇、生物燃油，會引發(fā)農產品價格上漲。而采用煤炭提取甲醇又會加劇環(huán)境污染，并且甲醇本身具有一定的毒性。

因此，采用電能來驅動汽車，成了一種重要的減少汽車排污的途徑。它主要通過兩種*不同的方式來實現(xiàn)：依靠車載裝置獲得電能或者通過外部電源對車載蓄電池進行充電。目前，許多汽車生產廠家分別采取這兩種方案，生產出了混合動力汽車和純電動汽車。

電動汽車具有排污少，噪音低特點。但是，電動汽車只能看作是傳統(tǒng)汽車轉向“清潔汽車”的一個過渡。因為這兩種方案都基于蓄電池，要想大規(guī)模地推廣電動汽車還面臨著許多問題。

一些電動汽車上所使用的鉛酸蓄電池，使用壽命短(使用不了4年)、能量密度低(30～40W.h/kg)、充電時間長(幾乎要12個小時)。

而鋰離子電池的電容量能達到3860A.h/kg，遠遠超過電容量僅為260 A.h/kg的鉛酸蓄電池，并且在大電流情況下工作時表現(xiàn)良好，自放電率也較低(每月不超過5％～10％)。因此，僅幾年來發(fā)展較快。

不過，雖然鋰離子電池的某些性能超過鉛酸蓄電池，但是它也存在著一系列不足。

首先，鋰具有較高活性，在高負荷工況下可能發(fā)生爆炸。因此，現(xiàn)在鋰離子電池使用的都是鋰的化合物，這自然降低了它的能量密度。

其二，鋰離子電池目前的價格還很高。不過，專家們已經找到了一些降低其成本的有效方法。比如，把鋰離子電池的鈷電極換成錫電極，此舉能把成本降低一半，并把電池電容量增大50％，同時充電時間也大為縮短，在低溫工況下的表現(xiàn)良好。重要的是，這種鋰離子電池的價格，不會超過汽車價格的10％～15％。這就意味著，鋰離子電池電動汽車在大規(guī)模生產時，有望與傳統(tǒng)汽車的價格相差無幾。

在汽車展上，不斷涌現(xiàn)的電動汽車，證實了世界各國汽車公司都在關注電動汽車的研發(fā)。就連在金融危機陰影籠罩之下的2009美國底特律汽車展上，世界各大汽車廠家都紛紛推出了不少新的電動汽車。

大多數(shù)電動汽車使用家用的220V電壓電源充電，一些電動汽車的充電時間只需要10分鐘，各項技術性能已毫不遜色于傳統(tǒng)汽車。

而且電動汽車幾乎要比傳統(tǒng)汽車少耗能一半。一輛轎車的百公里油耗為8L左右(32kW.h)，而一輛電動轎車百公里的能耗為15～20 kW.h。

一些人擔心的是，隨著電動汽車保有量的增長，用電量將會急劇上升。不過，可以部分有效使用夜間的“谷電”，減少電網峰值負荷。

重要的是，推廣電動汽車必須大力建設配套的充電設施，而眼下一些大城市實際上并不具備承受傳動汽車大量轉變?yōu)殡妱悠嚨哪芰?。許多居民區(qū)使用的是鋁芯電線，而高壓輸電線和變電站不進行大規(guī)模改造就不能保證為大量的電動汽車充電。

許多專家認為，燃料電池汽車將更具前景。因為燃料電池的氫能轉化為機械能時，有效率達到60％。而渦輪增壓柴油機的能量轉化有效率不超過50％，汽油發(fā)動機更是只有30％。并且燃料電池實現(xiàn)了*。

目前，已經有多種燃料電池面世，比如固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,簡稱SOFC)、質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane ，簡稱PEM)、磷酸燃料電池((Phosphoric Acid Fuel Cells, 簡稱PAFC)以及堿性燃料電池(alkaline fuel cell，簡稱AFC)。

其中，質子交換膜燃料電池能量轉化有效率高達60％以上，工作溫度只有100℃，而且結構相對簡單，比較適合用作轎車動力裝置。

它的兩極涂有加速電極電化學反應的催化劑(通常是白金)，氫被分解后的氫質子直接穿過交換膜，而電子只能通過外部電路達到陰極，從而形成了直流電流，為車輛電機提供電能。而且氫燃料電池zui后排放出來的只有水和蒸汽，非常環(huán)保。

但氫燃料的化學活性較高，缺點不少。比如，它與氧氣混合之后容易遇火爆炸、肉眼無法觀察到它的燃燒火焰、泄漏之后會破壞臭氧層等等。不過，這些缺點已經可以通過一定的技術*避免。

氫燃料還有熱值高、原料廣的優(yōu)勢。1kg氫燃料的能量，是1kg汽油的2.8倍。地球上存儲豐富的水資源，可以用來大量制取氫燃料。

制取氫燃料的方法有多種，比如電解水、甲烷催化、生化反應等等。

那么究竟何種方法呢？這取決于原料成本、生產成本以及工藝的環(huán)保性。同時，氫燃料同傳統(tǒng)石油制品的競爭能力將受到油價波動的影響。

2008年上半年世界原油價格為120～140美元／桶，而到了2009年初時又降至40美元左右／桶。在世界經濟走出金融風暴影響之后，原油價格有望走高。據(jù)有關機構預測，到2020年時，原油價格將會達到100～200美元／桶(約合0.44～0.8美元／kg)。

1kg氫燃料的價格遠遠高于1kg汽油的價格。但是考慮到燃料電池的能量轉換有效率遠遠高于內燃機，因此無論是氫燃料還是汽油，其單位能量的價格實際上是很接近的。

如果再考慮石油開采、加工及成品油儲運對環(huán)境的污染，那么使用氫燃料是更佳的選擇！

zui為經濟的是燃料電池使用通過電解水、甲烷催化、煤炭氣制取的氫氣。燃料電池使用通過風能發(fā)電電解水和固定電站發(fā)電電解水，不太合算。

如果未來汽油價格大幅上揚，那么燃料電池汽車選擇采用不同技術生產的氫燃料的范圍就被拓寬了。

而另一方面，燃料電池所用的白金用量在不斷減少，從而降低了燃料電池的成本。在白金用量減少到0.8g/kW時，燃料電池的成本也相應降到了100～120美元／kW。

當燃料電池的成本進一步降低到50～80美元／kW時，它將具有內燃機無可比例的優(yōu)勢。

毫無疑問，屆時它將逐漸取代內燃機！