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氢燃料电池是一种零碳排放的清洁能源，加氢气，排放水，听起来似乎完全可以取代汽油/柴油或者锂电池，但为何只有丰田和现代推出了量产市售的氢燃料电池汽车？其他厂家为何没有跟进，氢燃料电池的原理和优缺点是什么？下面我们来详细分析。
氢燃料电池的原理
氢燃料电池通过化学反应发电。每个燃料电池由阳极、阴极和电解质膜组成，氢气是氢燃料电池的基本燃料，其工作过程可概括如下：
氢原子从阳极进入，氧气从阴极进入，接着氢原子在阳极被分离成质子和电子，带正电的质子穿过膜（或电解质）到达阴极，带负电的电子走不同的路线，因为它们被迫通过电路发电。
在相应地通过电路和膜后，电子和质子在阴极相遇，在那里它们与氧气结合产生热量和水作为副产物，因此氢燃料是一种清洁能源。
燃料电池的工作原理类似于电池，但与电池不同的是，无需充电，只要加氢气就有充足的电量。
氢燃料电池的优点
1.可再生且随时可用
氢是宇宙中最丰富的元素，尽管从水中提取氢存在挑战，但它是一种独特的丰富且可再生的能源。
2.氢带来了零碳排放
氢燃料电池在运行过程中不会对环境产生不利影响，因为副产品只是热量和水。
3.比化石燃料更节能
按重量计算，氢的能量含量是常见燃料中最高的。高压气态和液态氢的重量能量密度（约MJ/kg）约为柴油的三倍，体积能量密度与天然气相似。
4.快速充电时间
氢燃料电池动力装置的充电时间非常快，与传统内燃机车辆相似，并且与电池供电的电动汽车相比更快，氢燃料电池可以在5分钟内完成充电。
5.续航里程长
氢燃料汽车的续航里程与油车基本相同，此外氢燃料电池也不受外界温度的显着影响，不会在寒冷天气中降低续航。
氢燃料电池的缺点是什么？
1.氢气提取与制作
尽管氢是宇宙中最丰富的元素，但氢本身并不存在，因此需要通过电解从水中提取或从碳化石燃料中分离出来。这两个过程都需要大量的能量才能实现，造价昂贵，提取过程通常需要使用化石燃料。
2、材料成本
通常需要铂和铱等贵金属作为燃料电池水电解槽的催化剂，这意味着燃料电池（和电解槽）的初始成本很高。
3.储氢难
氢的储存和运输比化石燃料更复杂，这意味着额外的成本，同时车辆的储氢罐也会占用大量的车舱空间。
4.基础设施少
加油站和充电桩目前已经全面普及，但加氢站很少，加氢并不方便。
5.易燃
氢气是一种高度易燃的燃料来源，这带来了安全问题。其燃点不到度，并且在空气中，只要浓度在4%至75%时，氢气都能燃烧。同时高压储氢罐也有爆裂的风险，韩国就曾经出现过重大事故。
丰田手握哪些专利？
丰田手握数千种关于燃料电池汽车的专利，虽然在年公开了一部分专利技术，包括项与燃料电池堆相关的专利、项与高压氢罐相关的专利、项与燃料电池系统软件控制相关的专利以及70项与氢气生产供应相关的专利。但是丰田目前仍然拥有一些核心的专利技术，其他厂家并不能使用，加上氢燃料电池的几个缺点，目前大品牌中只有丰田和现代还在坚持氢燃料电池车。
选车侦探观点：氢燃料电池作为可再生能源之一的优势是显而易见的，但要充分发挥氢作为未来脱碳能源系统的一部分，仍有许多挑战需要克服。比如降低提取、储存和运输的相关成本，并进一步投资基础设施，解决一些基础的安全性问题。
同时丰田手握的一些专利技术，许多申报的都是基础技术，其他厂家无法绕开这些专利去制造氢燃料电池汽车，因此推广困难，随着电池续航里程的提高，厂家对氢燃料更加缺乏兴趣。你觉得氢燃料电池未来发展前景如何，欢迎讨论。
