汽车颠覆：氢燃料汽车今秋上市

就像喷气背包或机器人管家一样，氢动力汽车历来都是承诺多但交付少。丰田工程师马特·麦克洛里 (Matt McClory) 表示，他可以改变这一现状。在炎热的一天，在洛杉矶郊区，他带我穿过更炎热的停车场，来到新款丰田 Mirai。这款氢动力汽车是丰田的首款产品，代表了丰田 20 多年的研发成果。今年秋天，当它上路时，它将成为历史上规模最大的氢动力汽车发布会（想想几百辆，而不是几十辆）。

这意味着它比过去推出的小型氢动力汽车更重。就像丰田近 20 年前推出的普锐斯一样，Mirai 不仅仅是一款新奇产品。它有潜力重塑汽车行业格局。

如果有人了解 Mirai，那一定是麦克洛里，他花了八年时间研究它。他说，这款车的独特之处在于它超长的续航里程：一箱油可以行驶约 310 英里。这比它的氢动力竞争对手——本田 FCX Clarity 和现代 Tucson 燃料电池车——都要长，也比路上的任何电动汽车都要长。即使是特斯拉 Model S，一次充电最多也只能行驶 250 英里左右。

今天，我们将测试其效率。从丰田位于托伦斯的园区出发，我们将向西行驶至太平洋，然后沿着海岸线上下行驶，在时间允许的范围内行驶尽可能多的里程，然后看看我们消耗了多少燃料。我们在加州驾驶 Mirai 并非偶然。它只在这里销售，因为加州是唯一一个拥有临界数量加氢站的州。（临界数量？八个，不过到明年年底还会有 40 个加氢站建成。）

出发时，麦克洛里向我们介绍了 Mirai 的工作原理。在我身后，后座下隐藏着两瓶约 5 公斤的氢气。燃料电池堆——整个操作的关键——位于驾驶座下。空气进入前格栅，氧气与燃料电池中的氢气结合。结果是电力驱动发动机，水是唯一的排放物。引擎盖下的镍氢电池储存了任何未使用的电量。（再生制动也会给电池充电。）车窗关上后，我听到的唯一声音是增压器将空气吸入燃料电池时发出的微弱的呜呜声。

开车穿过奥兰治县的交通，走走停停是意料之中的事情。到了沿海公路，道路变得开阔起来。我踩下油门，Mirai 在九秒内从零加速到 60 英里每小时——虽然算不上超级跑车，但相当不错。我以每小时 60 英里的速度行驶，在弯道中穿梭。天气变得更热了。卡塔利娜岛就在我右边。

开车时，我会留意仪表盘上的燃料电池监视器。我们平均每加仑行驶 66 英里——相当不错，尽管很难将氢气磅数转换为汽油加仑数。话虽如此，我们的预算还是有点不足，所以我们在附近的一个加氢站停了下来。不出所料，所有的泵都可用，设施干净，流程简单：将手柄锁定在插座上。五分钟后，你的油箱就加满了。

燃料电池具有明显优势。它们从燃料中提取的电能比电池或燃气发动机更多，而且燃料来源更多，甚至来自垃圾填埋场排放物。此外，氢能为大型车辆提供动力，而电池却做不到。在不违反收益递减规律的情况下，一辆公共汽车或半挂车中只能塞入这么多电池。出于这些原因，麦克罗里说，氢必须成为我们替代燃料方程式的一部分。“要使燃料电池对社会和环境产生影响，就需要大量生产——大量的燃料电池汽车和大型车辆，”他说。我对此深有体会。麦克罗里说他会说服我氢能汽车的重要性，他做到了。Mirai 并不华而不实。它是一辆轿车，而且价格昂贵——约 57,500 美元。但驾驶它，你会感觉到它很特别——尽管面临基础设施和分销方面的挑战，但它可能就是下一个普锐斯。

需要做些什么？

推出价格实惠的氢动力汽车是一个重要的里程碑。但燃料需要流动才能运行。目前，这是个问题。在美国的一些市场，氢气通过管道输送，用于工业和商业环境。在其他地方，氢气必须储存在加气站的大型加压罐中。到目前为止，美国只有 12 个这样的加气站，其中 10 个在加利福尼亚州。未来五年，该州将投资 2 亿美元并与多家天然气供应商和​​汽车制造商合作，再开设 100 个。同样，能源部也在努力在全国范围内扩建加气站。即便如此，氢能仍然面临着一个根本的经济障碍：提炼氢气需要消耗大量能源，这使得氢能汽车的效率低于电池电动和汽油驱动的汽车——至少在更清洁的生产方法出现之前是这样。

想看看未来的汽车是什么样子吗？请点击此处，查看《大众科学》2015 年 11 月刊“汽车颠覆”专栏的其他内容。