燃氢汽车向我们开来

【台湾《中国时报》１２月１６日文章】题：氢燃料时代倒数计时（作者任庆华）原文提要由于石化燃料的日益匮乏，利用氢燃料作为能源已由构想进入实行阶段。汽车工业界已开始实施氢燃料汽车的生产计划。人类开始面对一个新燃料时代的来临，也警觉到能源丰足年代的极限。
欢迎光临低温燃料加油站。你把车子开进去后，把信用卡插入自动柜员机、触按一下屏幕、键入个人的识别号码，稍微等一下，地面上就会冒出一支机器手臂，找到你车子的油箱盖并打开，加油管就开始将－２５３℃的液态氢汩汩注入你的油箱。三分钟后，机器手臂会再把你的油箱盖盖好，然后就功成身退，消失无踪。你的车子再度上路时，马力十足，伴着车内音响播放的音乐，倏忽绝尘而去
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您认为这有一点异想天开吗？宝马汽车厂和奔驰公司等德国汽车制造厂却不这样想。据《新科学家》杂志的报导，宝马汽车厂和奔驰公司及德国数一数二的石油公司阿拉尔公司合作，所研制的机器人加油站，已经可以为汽车加柴油和汽油了。现在的问题只是要让机器人也能送出超低温的液态氢而已，这一点工程师有信心很快就可以通过技术上的考验。
果真如此的话，则以氢为燃料的汽车量产上市的最大障碍就得以克服了。在德国巴伐利亚获得宝马汽车厂资助致力研究氢元素的专家艾克勒说，我们的子女那一代的人能够开以氢为燃料的车子，应该是没有问题的事。宝马汽车厂现在已有六部这样的车子在路上跑了。环保救星
氢这种地球上最简单、最普遍的化学元素，早就被誉为地球环保的救星。它在汽车的发动机里燃烧后，不会产生造成地球温室效应的二氧化碳。即使没有管制废气的设备，以氢作燃料的发动机所产生的一氧化氮，也只有装了催化转化器汽油发动机的３０％，碳氢化合物更只有汽油发动机的１０％。国际氢能源协会的会长维齐洛格鲁说，氢是全世界环保问题的“永久解决之道”。
但目前它还有不易取用的问题。要产生氢最好的办法就是电解水，然后将所得的氢气液化，就可以派上用场了。但用电换氢，所费不赀，使氢燃料的成本远高于矿物燃料，而且液态氢极低的温度，也使得它不易处理和配送。另外，１９３７年兴登堡号氢气飞艇的爆炸，也令人对氢气心怀戒惧。
但德国工业界非常认真地看待这种能源，正设法解决这些问题。欧洲国家的能源资源不多，民众对环境的维护也比较重视，所以这方面的研究独步全球。宝马汽车厂在今年六月第十一届世界氢能源会议中展出的四部氢燃料车，就令人刮目相看。
该公司的一位主管韦泽尔日常所开的车就是该公司的一部氢燃料样品车。这些样品车也可以使用汽油，其发动机分别有两种燃料进料系统，只要拨一下在换挡杆旁边的转换开关，就可以自由选择用氢或汽油作燃料。韦泽尔说，使用氢的话，车子可有１５０马力，最大时速是２１０公里，用汽油则为２１０马力和２４０公里的时速。售价较高
氢燃料的价格是汽油的三倍，氢燃料车的售价也比传统的车子贵一倍，虽然在技术改进和大量生产后价钱会便宜一点，但氢燃料大概永远不可能像今天的汽油这样方便和便宜，它的优势在于废气污染少，而汽车废气的排放标准将会越来越严格。
氢燃料车和传统汽车最大的差别是燃料箱的设计不同。液态氢是以五个大气压的高压，贮存在后座后面的一个大圆筒里，容量可达１２０升，满载时重６０公斤。圆筒金属内外壁间厚３厘米，其间隙装填了七十层极薄的铝和玻璃纤维，使整个圆筒好像一个超高效率的大保温瓶，让筒内的氢能保持极低的温度。韦泽尔说，一部加满氢燃料的中型轿车，可跑４００公里，约为汽油车里程的一半。
宝马汽车厂曾对这种氢燃料箱做过一系列极其严格的安全检验，它可以在９００℃以上的大火中坚持７０分钟，被坚硬的物体打出小洞，被强力挤压，一直撑到安全阀完全锁住为止。有的时候会有气体漏出来，有的时候它会烧起来，但都没有爆炸过。危险性较低
目前韦泽尔的车子都是在德国巴伐利亚由宝马汽车厂提供部分资金的一个氢研究中心补充燃料。５年前加满一箱燃料要花一个多钟头时间，而且其中１／４的氢会流失掉，如今所需时间不到三分钟，而且氢一点都不会流失，一般汽油的加油泵还有２％的流失量。但宝马汽车厂认为，真正的问题是在建立一个遍及全国的液态氢供应网，这项工程大概要花一个世代的时间才能完成。该公司将在近几年推出燃天然气的汽车，作为将来推广氢燃料车的过渡阶段。
宝马汽车厂的主要竞争对手奔驰公司也在研制氢燃料，但他们不是用内燃机。今年初该公司推出一部ＮｅｃａｒⅡ的原型电动车，以燃料电池为动力。燃料电池运作的原理和电解水相反，在阳极通上氢，阴极通氧，中间是镀了白金催化剂的聚合体电解质，它将催化氢分解成质子和电子。当质子通过电解质时和氧起反应形成水，电子流动就会形成电流。
ＮｅｃａｒⅡ的废气只有水蒸气，奔驰公司说，这是全世界第一部可以天天用都不会有污染问题的燃料电池动力汽车，预计在２０１０年前即可批量生产上市，世界上如通用、福特、克莱斯勒、丰田、本田、雷诺等汽车公司也都在研制燃料电池。奔驰公司的老板维尔纳说，该公司靠燃料电池技术就可以赚大钱。
ＮｅｃａｒⅡ要用３００个燃料电池才能产生５０千瓦的电功率，它的车顶上载了两个氢气筒，车子体积很大，看起来像是一部小型公共汽车。它的动力约为４５马力，最高时速１１０公里，行程２５０公里。由于车子行驶距离所限，这种车最早应是用于都市公共汽车。奔驰公司的下一个计划是采用甲醇为燃料，在车上制造氢来供应燃料电池之需，所以车子的行程可望增加。
不论是用内燃机或燃料电池来利用氢燃料，氢都将是未来的主要能源。但是消耗大量矿物燃料发电来分解得到氢气，显然在经济上不合算。目前在德国、加拿大和美国等地的研究，分别着眼于利用太阳能或廉价水力发电来分解得到氢燃料。但是如果目前所有发展中国家都像发达国家一样大量使用汽车，那么未来就算所有车子都利用由大海中取得的氢燃料，数量将达目前１０倍的车子也将造成无路可跑的窘境。