水和電是燃料電池內氫氣和氧氣之間化學相互作用的副產品，為氫燃料電池提供動力。
儘管許多人相信氫能會引發 1990年代和2000年代初期的清潔能源革命，氫能源的新世界從未實現。 基礎設施是大多數新能源的重大障礙。
高昂的生產成本、低於標準的製造和生產效率以及挑戰性的儲存和運輸需求阻礙了 氫燃料電池在消費性汽車中的廣泛應用.
對於那些能夠負擔得起必要基礎設施來支持的人來說，氫燃料電池對於工業應用更有意義。 本文將討論使用氫燃料電池為物料搬運設備提供動力的優點和缺點。
目錄
氫燃料的優點和缺點
| 序列號 | 氫燃料的優點 | 氫燃料的缺點 |
| 1. | 使用的多功能性 隨著技術的發展，氫燃料電池將能夠為各種固定和行動應用提供能源。 氫氣驅動的車輛只是一個例子； 家庭用品和大型暖氣系統等較小產品也可以使用氫氣。 與基於電池的動力（其功率隨質量線性縮放）相比，ICE動力裝置中的能量儲存容量（即油箱）和引擎尺寸是解耦的，從而提供了顯著的設計自由度。 | 氫氣萃取 宇宙中最豐富的元素氫是一種惰性氣體，需要從碳基物質中提取 化石燃料 或透過電解從水中回收。 這兩個操作需要大量的能量才能完成。 除了成本高昂之外，這種能量可能比從氫氣本身獲得的能量還要大。 此外，這種提取通常需要使用化石燃料，在沒有 CCS 的情況下，這會損害氫的環境信用。 |
| 2. | 使用時間長 氫燃料電池提供了更高的使用時間效率。 氫動力汽車可以行駛 300 英里，與化石燃料汽車的行駛距離相同。 這比電動車 (EV) 已經提供的功能更好，電動車越來越多地使用燃料電池動力裝置作為「增程器」來開發。 此外，外部溫度對氫燃料電池的影響很小，而且它們在寒冷氣候下也不會退化。 與快速充電週期結合時，好處會放大。 | 需要投資 氫燃料電池的發展需要投資，使其成為真正實用的能源。 為了推動技術的進步和成熟，也必須展現政治意願，投入必要的時間和資源來發展。 簡單來說，全球發展無所不在、可持續的氫能的困難在於如何最經濟地一條一條地打造「供需」鏈。 |
| 3. | 與化石燃料相比，強度和能源效率更高 氫燃料電池技術提供了非常密集且有效率的能源。 在所有常見燃料中，氫的能量含量最高。 高壓氣態和液態氫的體積能量密度與天然氣相當，大約是液化天然氣和柴油的重量能量密度（約120 MJ/kg）的三倍。 | 原材料成本 由於某些水電解槽和燃料電池經常需要銥和鉑等貴金屬作為催化劑，因此燃料電池的初始成本可能很高。 由於成本過高，有些人放棄了對氫燃料電池技術的投資。 為了使氫燃料電池成為每個人的實用燃料來源，必須降低這些成本。 |
| 4. | 與其他能源相比效率極高 與許多其他能源相比，包括許多 綠色能源選擇，氫燃料電池效率更高。 有了這種燃料效率，每使用一磅燃料就可以產生更多的能量。 例如，傳統燃燒發電廠的發電效率為 33-35%，而氫燃料電池的發電效率可達 65%。 同樣，汽車中的氫燃料電池可減少 50% 的燃料使用量，同時使用燃料中 40-60% 的能量。 | 監管問題 障礙也圍繞著有關指定商業部署模型的結構的法律問題。 如果缺乏明確的監管架構來促進理解成本和收入基礎，商業企業在做出財務投資決策（FID）時可能會遇到困難。 |
| 5. | 方便重型運輸和火車 由於氫推進仍然相對較新，重型運輸和鐵路是可能立即使用它的兩個行業。 如果在這些車輛中使用電池代替內燃機，電池將需要非常大、重，並且需要很長時間才能充電。 相反，氫具有更緊湊的推進系統、快速加油和長行駛里程的優點。 它可以在 HGV 車隊使用最多的高速公路沿線的碼頭或所有主要火車站充電，無需建造毛細管分配網路。 | 總成本 目前，氫燃料電池每單位功率的價格比其他能源更昂貴，例如 太陽能電池板. 儘管氫一旦產生就更加高效，但成本現在成為其廣泛使用的障礙。 隨著技術的進步，這可能會改變。 由於這項費用會影響未來的支出，例如使用氫驅動的汽車的成本，目前廣泛採用的可能性不大。 由於氫燃料製造過程的複雜性，使用氫燃料電池比使用其他能源更昂貴。 在決定物料搬運設備中包含哪種能源時，車隊經理必須確保鉛酸所節省的大量勞動力能夠抵消基礎設施和氫燃料的成本。 |
| 6. | 用於為太空船提供動力 氫能的功率和效率使其成為太空船的完美燃料。 由於其巨大的力量，太空船可以快速發射執行探索任務。 對於需要大量能量的任務來說，它也是最安全的能源。 事實上，氫能的威力是汽油等化石燃料的三倍。 理想情況下，這意味著使用更少的氫氣來完成一項艱鉅的任務。 此外，它還為固定或便攜式車輛、船舶、汽車和燃料電池應用提供動力。 事實上，在低溫或高壓儲存槽中儲存氫氣基本上是不可能的，這是在汽車中使用氫氣的缺點。 | 儲氫 與化石燃料相比，氫氣需要更複雜的儲存和運輸。 這表明使用氫燃料電池作為能源可能會帶來額外的支出。 儘管氫氣可以在低溫下以液態形式保存，或以氣體形式保存在高壓罐中，但它只能以氣態形式保存在堆高機燃料電池中。 無論使用哪種方法，在整個儲氫過程中都會損失能量。 氫氣總能量的大約13%必須用於壓縮； 並將其液化，損失約 40% 的能量。 如果氫氣設法逃脫其限制，金屬可能會腐蝕。 因此，這可能會導致這些受污染的金屬變脆並且更容易破裂。 目前使用氫能的企業有兩種選擇：如果需要大量燃料，則必須建造一座工廠，或者可以透過長管拖車提供氫氣。 |
| 7. | 快速充電時間 與電池供電的電動車相比，氫燃料電池動力裝置的充電時間明顯更快。 它可與傳統內燃機（ICE）汽車相媲美。 氫燃料電池可以在不到五分鐘的時間內充滿電，但電動車需要很多小時才能充滿電。 由於充電時間短，氫動力汽車提供與普通汽車相同水平的自由度。 | 基礎設施 由於化石燃料已使用多年，提供這種電力所需的基礎設施已經到位。 儘管全程加油預計將用於長途應用，例如送貨卡車和重型貨車，但氫燃料電池技術在汽車應用中的廣泛採用將需要新的加油基礎設施來支援。 |
| 8. | 無噪音污染 與風能等其他再生能源不同，氫燃料電池不會造成噪音污染。 這意味著氫燃料汽車比傳統內燃機汽車安靜得多，就像電動車一樣。 | 高度易燃 鑑於氫氣是一種非常易燃的燃料，安全問題是合理的。 含氫氣體在空氣中燃燒，濃度在 4% 到 75% 之間。 |
| 9. | 氫是一種靈活的清潔能源，有助於零碳能源計劃 由於氫燃料電池運作過程中產生的一切都是熱和水，因此它本質上是一種清潔能源。 與水力發電或生物燃料不同，生產氫氣不需要大量土地。 美國太空總署一直在研究氫作為資源的使用，甚至使用副產品產生的水為太空人提供飲用水。 這表明氫燃料電池是煤炭、天然氣和核能的絕佳替代品，因為它們是無毒燃料來源，而且更容易獲得。 透過平衡不穩定的供應模式與苛刻的最終用戶需求，氫氣的生產、儲存和使用將在促進再生能源的進一步發展和防止電網基礎設施升級方面需要大量前期投資方面發揮至關重要的作用。 | 氫能無法維持人口生計 儘管氫儲量豐富，但其廣泛使用受到其提取成本的限制。 你知道改變現狀是很困難的。 地球仍然依賴化石燃料能源運作。 此外，目前還沒有適當的框架來保證未來典型車主負擔得起且可持續的氫能源。 即使氫氣現在能夠廣泛使用，它也需要數年時間才能取代其他能源，因為汽車和加油站需要進行改造才能滿足氫氣的法規。 這將花費大量資金。 由於氫能廣泛可用且其影響大多被忽視，氫確實是一種可再生資源。 然而，為了將氫氣與氧氣分離，生產氫氣的企業將需要額外的不可再生能源，例如煤炭、天然氣和石油等化石燃料。 採用氫能可以幫助我們減少對化石燃料的過度依賴，但將其從系統中消除將很困難。 |
| 10. | 無視覺污染 而一些低碳能源，包括風能和 生物燃料 發電廠可能不美觀，氫燃料電池所需的面積較小，因此視覺污染也較少。 | |
| 11. | 可再生且隨時可用 氫是宇宙中含量最豐富的元素，尤其 豐富且可再生，使其成為我們未來熱電聯產零碳需求的理想選擇。 即使從水中提取它存在困難。 | |
| 12. | 非常適合在偏遠地區使用 如果當地條件允許，當地生產並儲存的氫氣可能會成為偏遠地區柴油發電和供暖的可行替代品。 這不僅會減少對燃料運輸的需求，而且還將透過提供不含污染物且源自於易於獲取的自然資源的燃料來提高偏遠地區人們的生活品質。 | |
| 13. | 幾乎零排放 因為氫燃料電池不釋放 溫室氣體 像化石燃料一樣進入大氣中，可以減少污染並改善空氣品質。 | |
| 14. | 供電民主化 使用氫燃料電池可以減少一個國家對化石燃料的依賴，這將有助於全球能源和電力來源的民主化。 許多現在依賴化石燃料供應的國家將從這種獨立性的提高中獲益。 當然，當供應減少時，這也將防止化石燃料價格上漲的問題。 | |
| 15. | 減少碳足跡 氫燃料電池幾乎為零排放，這意味著它們在使用時不會產生任何污染。 碳足跡. |
結論
總而言之，氫能有幾個優點和缺點。 氫可以是一種清潔的可再生能源，但在廣泛使用之前，必須降低其生產和儲存成本。
就目前的形式而言，由於成本高且缺乏基礎設施，氫能源並不實用。
儘管如此，該領域正受到越來越多的關注，並且正在分配資金來解決其困難。 例如，歐盟正在為類似的舉措提供 5.2 億美元的資金，而美國剛剛承諾為氫能開發提供 52.5 萬美元。
如果世界各國政府願意的話，他們將來可以使用氫作為可持續且負擔得起的能源。
建議
一個充滿激情的環保主義者。 EnvironmentGo 的首席內容作家。
我努力教育公眾了解環境及其問題。
它一直是關於自然的，我們應該保護而不是破壞。