氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置（单纯依靠燃烧氢来驱动的“氢内燃机”，也曾出现过，比如宝马的氢能7系）。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机就像纯电动车样，因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。

　　氢燃料电池汽车原理

　　在燃料电池堆栈里，进行着氢与氧相结合的反应，其过程中存在电荷转移，从而产生电流。与此同时氢与氧化学反应后正好生成水。

　　燃料电池堆栈作为一个化学反应池，其最为关键的技术核心为“质子交换薄膜”。在这层薄膜的两侧紧贴着催化剂层，将氢气分解为带电离子状态，因为氢分子体积小，携带电子的氢可以透过薄膜的微小孔洞游离到对面去，但是在携带电子的氢穿越这层薄膜孔洞的过程中，电子被从分子上剥离，只留下带正电的氢质子通过薄膜到达另一端。氢质子被吸引到薄膜另一侧的电极与氧分子结合。

　　薄膜两侧的电极板将氢气拆分成氢离子正电和电子、将氧气拆分 成氧原子以捕获电子变为氧离子（负电），电子在电极板之间形成电流，2个氢离子和1个氧 离子结合成为水，水成为了该反应过程中的唯一“废料”。从本质来讲整个运行过程就是发 电过程。随着氧化反应的进行，电子不断发生转移就形成了驱动汽车所需的电流。

　　

　　图1 氢燃料电池的工作原理

　　氢燃料电池汽车研究概况

　　国外

　　据最新统计迄今为止推出的燃料电池汽车中，压缩氢气最受关注，这主要是因为这种车型的燃料供给在技术性上最为简单可行。各公司出产的 FCV（燃料电池车）从续驶里程、最大时速，到燃油经济性，乃至储氢的压力等方面，都取得了较大进展。

　　目前日本、韩国和美国等发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发， 现在已取了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。

　　国内

　　对于国内而言氢燃料内燃机的研究比较滞后。直到上世纪 80 年代，才涌现出了以浙大、天大等著名高等院校为主要代表的对氢内燃机的探索研究，而且研究工作主要针对的是混合燃料发动机，氢燃料通常作为辅助燃料与汽油、柴油等传统燃料混合燃烧；

　　总的来说我国对氢发动机的研究起步较晚，在关乎氢燃料发动机发展的众多关键技术领域仍然处于空白阶段或是刚刚起步的阶段，如较大规模的制造氢能源、发动机增压技术、氢气的供给系统与系统的安全、发动机控制策略、污染物排放控制技术、综合电子控制管理系统等等都存在不足。在研究的内容方面，绝大多数只是高等院校的理论性探索研究，在核心技术方面差距仍较大，整体的技术水平不高。

　　实现量产的氢燃料电池车报价

　　丰田Mirai，在海外售价为700万日元左右，享受政府补贴后500万日元，折合人民币26.5万左右。使用了液态氢作为动力能源，液态氢被储存在位于车身后半部分的高压储氢罐中。3-5分钟就可以把整个氢气罐从0加满，续航里程可达到700km左右。

　　
丰田Mirai

　　本田Clarity，于2017年11月的东京车展中上市，其搭载了氢燃料电池动力系统，锂离子电池组安置在车厢地板下方。其所搭载的电机最大功率为177马力、燃料电池的功率为103kW。其加氢时间约为3分钟，JC08工况测试下的续航里程可以达到750km。据本田执行副总裁John Mendel在华盛顿车展上宣布，这款新车将于今年晚些时候在美国加州上市，售价在60000美元（约合人民币39.5万元）左右，租赁费用将低于500美元每月。

　　
本田Clarity

　　现代ix35 FCV，在2013年2月26日，于韩国蔚山工厂正式下线，成为世界上第一辆量产版氢燃料电池车，意义非凡。售价高达1.5亿韩元，折合人民币85.5万元。燃料动力系统（BOP）主要分为三个方面：热管理系统（TMS）、空气处理系统（APS）和燃料处理系统（FPS）。能够10分钟内将氢燃料加满，然后最大能行使415km。

　　
现代ix35 FCV

　　氢能源作为未来汽车提供动力的主要能量之一，有着许多优点～首先是干净卫生，氢气燃烧后的产物是水，不会污染环境，其次是氢气在燃烧时比汽油的发热量高，氢是可再生能源，并且可以从世界很多物质中提取。