氢发动机是什么？优点有哪些？

1.氢发动机是什么

氢气发动机本质上是发动机的一种，是指把氢气作为燃料的新型发动机;氢气不含有碳，燃烧后不产生CO2。氢气可以通过太阳能、风能等可再生能源获得，被认为是理想的能源或能源载体。氢气作为内燃机燃料时，极易实现稀薄燃烧，排放污染物少，热效率高。

2.氢发动机的优点

(1)比燃油发动机：优点：氢气是可再生能源，相对绿色环保，在双碳政策下有所优势，且拥有相对成熟的技术和制造基础，无需大规模投资。

(2)相比燃料电池系统：优点：1)价格便宜，市场接受度高。重卡燃料电池系统目前价格在100万左右，依赖国家补贴，氢气发动机相对性价比更高;2)对氢气纯度要求低于燃料电池。工业副产品制氢(70%纯度)即可，甲烷等杂质对氢气发动机无影响。而燃料电池要求纯氢。所以氢气发动机是燃料电池发展成熟之前的过渡方案，可以促进上游氢供给产业的发展。

(3) 对比动力电池：1)应用场景不同，纯电动主要用于乘用车，在重卡等领域扮演辅助角色。中重型商用车作为生产工具，对载重量要求极高，电池过重会影响载货量。所以重卡方向适合以氢气发动机作为过度，以燃料电池作为终极目标。2)纯电动重卡可采用换电模式，用于特定区域及封闭场景，如矿山、港口等区域。

3.氢发动机的技术难点

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(1)降压供气系统壁垒

氢气发动机需将油箱改成氢罐，当前氢罐主流为35MPa以上，趋势为70MPa;常规液体发动机的油泵是升压泵，作为雾状喷射到发动机里面。氢气发动机是降压泵，需要把高压的纯度高的氢气泄压到缸内。

(2)安全性问题

氢气易燃易爆。燃料电池不涉及到燃烧环节，相对安全;但氢气发动机会发生氢气燃烧，燃烧过程中存在安全性问题，所以不能让氢气反向逆火。

(3)氢气化学属性活泼带来的氢脆问题

氢气化学属性活泼，易与大部分金属产生化学反应，即“氢脆”现象。氢气与钢接触无需加热加压便可直接产生氢脆现象。所以发动机气道、燃烧室、活塞、气门等金属均需要做强化设计，比如采用特种合金等形式，以保证发动机维持生命周期正常运行。

(4)氢气燃烧控制精确控制问题

发动机希望做到精确控制，但氢气热值高，燃烧速度快，温度高，燃烧控制很难做到精确。

(5)热效率低且提升难度大

提高发动机热效率的方法主要为提高压缩比，常规发动机热效率为40-50%，而氢气发动机热效率在30%左右。氢气易燃易爆，提高压缩比容易自发燃烧，控制难度极大。

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