內燃機發動機都是用金屬製造的，但是氫氣分子極小極小，很容易鑽進金屬的分子間隙裡面和金屬產生化學反應，金屬沒多久就碎了

我來分享一下，首先說明一下，這個技術不是新的想法，氫內燃機技術已經研究了很多年了，但是目前的研究結果是和燃料電池相比沒有優勢，因此最近幾年氫內燃機逐漸沉寂了。下面簡單分享一下氫內燃機技術：

一、氫內燃機技術研究的歷史

氫燃料的內燃機概念是非常吸引人的，因為理論上氫氣H2燃燒的產物是H2O水，沒有有害排放物，也完全不排放CO2，同時地球上的氫獲取非常方便，透過電解水即可。因此看起來氫簡直是完美的內燃機燃料。寶馬和馬自達都在氫內燃機技術上進行了大量的研究：

1.寶馬氫內燃機研究專案

從上世紀90年代開始寶馬開始了氫內燃機的研究，並把氫內燃機作為其核心的未來技術進行研發。寶馬在傳統7系V12汽油發動機的基礎上改造了一款氫燃料發動機用來驗證氫燃料內燃機的可行性，主要改造的是氫氣噴射系統，火花塞等。寶馬改造後稱為Hydrogen 7轎車，也就是氫燃料內燃機的BMW7 Series。

寶馬V12氫內燃機

經過10多年的研究，大約在2010年左右，寶馬逐漸停止了氫內燃機的開發轉而開發氫燃料電池技術，寶馬在2015年釋出了i8氫燃料電池概念車，標誌著寶馬氫內燃機技術研究的結束。

寶馬氫燃料電池，是不是看起來很像內燃機。

2. 馬自達氫轉子發動機研究專案

馬自達對氫內燃機的主要研究方向還是集中在馬自達擅長的轉子發動機上。上世紀90年代馬自達釋出了第一輛氫轉子發動機概念車Mazda HR-X。

Mazda HR-X 1991和Mazda HR-X2 1993

後來馬自達又在2004年釋出了RENESIS氫轉子發動機，這是專門為氫燃料設計的轉子發動機，採用了雙氫噴射器，電動增壓器，EGR廢氣再迴圈系統等一系列創新技術並且考慮了混合動力，可以說理念非常超前。馬自達氫轉子發動機的研究大約持續了20年，在2012年後馬自達逐步停止了氫轉子發動機的研發。

二、氫內燃機的問題

寶馬和馬自達經過多年的研究後最終都停止了氫內燃機技術的開發，其主要原因是在研發過程中他們發現了氫內燃機存在一些暫時無法克服的困難：

（1）氫內燃機會產生NOx氮氧化合物排放

一般人認為氫氣在內燃機中燃燒的產物只有水蒸氣，沒有任何汙染。實際情況是，氫內燃機在燃燒氫氣時，會產生NOX氮氧化合物排放。主要原因是空氣中的氧氣和氮氣在燃燒室高溫高壓的環境下就會產生化學反應生成NOX氮氧化合物。這和普通內燃機產生NOx的機理是一樣的。而氫燃料電池技術，排放物只有水，在排放上比氫內燃機更有優勢。

（2） 和氫燃料電池相比效率上處於劣勢

當前技術發動機最高熱效率也只有40%左右，寶馬氫燃料內燃機研究專案最終實現了42%的熱效率。

而氫燃料電池是直接將化學能轉化為電能驅動車輛。執行溫度比較低，沒有發動機較大的熱損失，因此效率高的多，目前能夠達到50%以上。從效率上完勝氫內燃機。

內燃機的熱損失非常大，佔到燃料熱能的2/3

目前內燃機的熱效率水平

當然，相對於燃料電池氫內燃機也有一些優勢，比如：功率密度比較大，和氫燃料電池同等大小的內燃機可以輸出高的多的功率。負載變化的響應速度更快。不過這些優勢相對於前面兩個劣勢就不是最主要的影響因素了。

三、總結

在目前的內燃機技術條件下，和氫燃料電池技術相比，氫燃料內燃機在排放和效率上都完全沒有優勢，因此被擱置。不過內燃機技術也在不斷創新，目前馬自達已經開發出50%熱效率的發動機，60%熱效率的內燃機技術也已經在研究階段了。內燃機效率提升後，說不定氫內燃機技術會捲土重來。

氫內燃汽車(HICEV)是以內燃機燃燒氫氣（通常透過分解甲烷或電解水取得）及空氣中的氧產生動力，推動的汽車。就現在的技術存在很多難點。

現在的氫氣主要來源是透過電解水和烴類如甲烷的分解來獲得，這兩種獲得方式，前者需要大量的電能，能量從電能到氫氣再到燃燒，損耗很多，不如直接使用電能更划算，後者需要時間，也需要消耗能量，這對於能量的利用率是不合算的。以目前的的制氫技術，想要大量獲得氫氣是比較困難的，所以不能提供大量。從能源的有限性，考慮到制氫的能耗再到氫氣利用是的損耗，大量使用氫氣不合適。

2.氫燃料的儲存。

用於車輛燃料用途的氫氣，其隨車儲存的方法須符合安全、佔體積小、容易新增等要求。主要實用方法有：液氫儲存、金屬氫化物儲存、有機液態儲存等。

氫氣是一種極易燃燒，無色透明、無臭無味且難溶於水的氣體。氫氣是世界上已知的密度最小的氣體，氫氣的密度只有空氣的1/14，即在0 ℃時，一個標準大氣壓下，氫氣的密度為0.0899 g/L。氫氣的性質決定了氫氣的安全性、氫氣的壓縮儲存運輸都存在了重重難點。如何在常溫甚至車輛執行比較熱的時候保證氫燃料的安全性，以及氫燃料的小體積大量隨車攜帶方法是需要研究的。

3.氫能發動機。

現在各大企業都在不斷進行氫燃料發動機的開發。一般情況下發動機正常執行的情況下最高熱效率也只有40%左右(在很多工況下是低於30%的)，寶馬氫燃料內燃機的研究結果最終的熱效率也只達到了42%。再加上氫氣的難，儲存這就會造成氫內燃機的續航成為一大問題。

其實，氫內燃機燃燒氫氣也會有有害氣體排放其實，氫內燃機在燃燒氫氣時，燃燒產物除了水蒸氣是會排放有害氣體排放物的，主要是NOX氮氧化合物的。這因為空氣中包含氮氣，在三元催化作用下還是可以產生氮氧化物的，並不是理論上的沒有任何汙染。

4.加氫站的設立。

想比加油站和充電站，加氫站的安全性要差，而且設立成本和日常維護成本高很多，大量設立的消費著實是高很多。

到目前為止，車輛技術方面並沒有放棄氫燃料汽車的研發，而是在不斷地探索，目前氫燃料電池汽車已經有上市。

氫燃料電池顧名思義是使用氫能來製造成的儲存能量的電池，原理是電解水的逆反應。它的最大優勢在於對環境沒有汙染，透過電化學反應來提供能浪，並且迴圈過程也不產生有害物質排放；無噪音，燃料電池執行安靜,噪聲大約只有55dB,相當於人們正常交談的水平。能量利用效率高，發電效率可以達到50%以上，從技術水平上更容易實現。氫燃料電池目前已成為各廠家研發的主流。

第一點，不管什麼做燃料，用在汽車上的內燃機，技術早就出現瓶頸。最大熱銷提升一點都非常困難，你就是把汽油換成氫，內燃機的效率也不會太高。

內燃機應用範圍很廣，但是用在汽車上的時間越來越少了，各國都推出了停用內燃機的計劃。如果不是電池技術早早進入瓶頸期，這些計劃不會如此保守的。

第二點，對於發動機來說，氫並不是一種好的燃料。雖然液氫的熱值高，但是它的密度小，這就意味著同等重量的液氫體積更大。體積大了“油箱”就大，加上儲存條件有要求，如果效率不高用氫做能源就沒有意義。

因為這一點，對燃料要求比較高的像飛機、輪船都不會用氫做燃料，火箭也在研發新的替代品。

氫做燃料的話，跟汽油、柴油相比，優勢可能就剩下乾淨、沒有腐蝕性了，這點對汽車來說並不是很重要。人們用氫燃料電池汽車是因為它效率夠高，按內燃機的演算法可以達到百分之八九十吧——相比之下百分之四五十的氫內燃機就沒什麼發展的必要了。

1.氫燃料電池改變一直基於瓦特蒸氣機原理和電磁感應原理髮電的老路。

2.氫燃料電池減少了能量轉換環節，提高了能源利用效率，直接利用產生電能。

3.氫燃料電池直接利用電荷分離技術產生電流，實質它是一臺發電機。

基於上述3點可以說明了，為啥不用內燃機再發電解決方案，而是採用氫燃料電池做法的理由。