未来科技：氢燃料汽车

就像机器人管家和味道好的豆奶一样，燃料电池汽车似乎总是在地平线上若隐若现。如今，注重环保的驾车者可以走进丰田或本田经销商那里，买下一辆高效的汽油-电动混合动力车，但绿色驾驶的终极目标——无污染的氢燃料电池汽车——却如此难以捉摸，以至于人们不禁要问，它是否终将成为现实。如果我们现在还不能试驾这些车，为什么还要相信它们是未来呢？

丰田的燃料电池汽车 FCHV-4 得益于传统电池的助力，加速迅猛。

如果像我一样，既是环保主义者又是汽车迷，这个问题就显得尤为诱人。所以，去年六月一个闷热的下午，当我能在华盛顿特区外的一个试车场试驾三款氢燃料电池汽车时，我的心都乐开了花。它们真实存在。它们能行驶。有些甚至还有空调。

首先，简单介绍一下背景。燃料电池将储罐中的氢气和空气中的氧气结合起来发电，唯一的副产品是水和热空气。汽车制造商、政府和环保主义者都喜欢这项技术，因为它在使用点上不产生任何污染，而且氢气不会枯竭，也不会被任何国家垄断。氢是宇宙中最丰富的元素；它占海洋的二分之三。

世界上几乎所有主要的汽车制造商都在狂热地研究燃料电池。首批面向车队使用的量产车型预计将于今年晚些时候推出，而面向消费者的版本则将在 2008 年左右问世。美国目前还没有公共氢气加气站，但汽车制造商们的共识是，好车加上政府的激励措施，将很快催生出一个适度的加油基础设施。而这个基础设施又会催生更多的汽车，从而催生更多的加气站，直到氢气逐渐取代汽油。

但如果燃料电池汽车比其传统车型逊色，这一切都不会发生。正因如此，我才成了弗吉尼亚州麦克莱恩市 Turner-Fairbank 公路研究中心“试乘试驾”活动的第一批参与者。这次活动是能源部和美国汽车研究理事会赞助的 2002 年未来汽车大会的一部分，吸引了约 50 名记者、工程师和政府官员。各种各样未来感的汽车在我们面前展示，包括先进的汽油-电动混合动力车、高压喷射柴油车和电池驱动的运动型多用途车。

虽然其他车型只引起了礼貌性的评价，但人们的目光显然都聚焦在那三款氢燃料电池汽车上，其中两款是日本的，一款是美国的。当这三款车首次驶入赛道时，它们看起来很普通，除了一个耐人寻味的细节：排气管。我弯下腰检查福特福克斯 FCV。没有滚烫的排气管喷出有害气体，我看到的是后保险杠上有一个小格栅，从中滴出一丝纯净的水滴落在沥青上。这才是真正的革命。

在我的试驾过程中，我发现日本的燃料电池汽车响应灵敏，几乎无声，而且非常有趣。令人惊讶的是，这两款都是混合动力车。除了燃料电池，它们还集成了第二个动力源，以帮助加速和爬坡。“将燃料电池和电池混合使用很有意义，”丰田工程师 Justin Ward 在我们乘坐他的公司宽敞的 FCHV-4（高地 SUV 的改装版）飞驰时说道。“燃料电池喜欢在稳定的负载下运行，所以当你猛踩油门时，有电池提供动力提升很有帮助，”Ward 说。凭借其在汽油-电动普锐斯轿车上的经验，丰田将完全相同的镍金属氢化物电池组安装在了这款车上。该车的再生制动还能回收本会以热量形式损失的能量。加速很迅速，80 千瓦、107 马力电动机发出的柔和嗡嗡声带来了舒适的驾驶体验。据称最高时速为 93 英里/小时，这款车似乎已经准备好上美国公路了。

“日本非常重视燃料电池，”Ward 说。“东京已经有两座氢气加气站了；很快还会有另外五座。政府大力支持这项技术。”丰田也是如此。与几乎所有其他汽车制造商不同，该公司自主生产燃料电池。优势显而易见：丰田工程师设法将整个燃料电池总成塞进了发动机罩下，而一些其他制造商则采用了一些奇怪的技巧，比如将车内地板抬高几英寸。“我们确实很努力地避免把电池组放在地板上，”Ward 说。“这会抬高乘客的脚，坐起来就不那么舒服了。”

上图：打开后备箱可以看到，燃料电池技术仍处于婴儿阶段。福特 P2000 中笨重的氢气储罐在量产车中是不可接受的。下图：这项技术最大的吸引力在于其清洁性：唯一的“尾气”是在氢气与空气中的氧气结合时形成的水。

本田的混合燃料电池车型 FCX-V4 也同样精致：它的行驶感觉几乎与传统本田思域没什么区别。“我们技术的一个独特之处在于，我们使用超级电容器而不是电池来辅助燃料电池，”本田工程师 Steve Mathison 说。电容器以物理形式存储电能——在两个金属板上累积正负电荷——而不是像电池那样以化学形式存储。电容器的充放电速度比电池快，但单位体积的储能却较少。理论上，本田的加速应该与丰田相当，甚至更快，但实际差异如果存在，很难察觉。

当天我最后一次体验燃料电池车是在福特的福克斯上，这次体验最不令人满意。猛踩油门勾起了我上大学时拥有的 1966 年大众微巴的回忆。“加速确实不够迅猛，”福特位于加利福尼亚州西萨克拉门托的燃料电池合作办公室经理 Anthony Eggert 承认。福特方面辩护道，Eggert 指出，这款车是早期由燃料电池单独驱动的原型车，而福特的下一代车型将是另一款混合动力车。“整个行业都在走向混合动力，”他说。

除了缺乏加气站，氢燃料电池汽车面临的最大障碍是续航里程。当今大多数燃料电池汽车都装有装有 3,600 至 5,000 磅/平方英寸气态氢的碳纤维包裹铝制储罐。即使在这种压力下，储罐也只能容纳足够的氢气行驶约 180 英里。研究表明，这不足以满足许多美国驾驶员的需求，因此，Mathison 说，“关于提高到 10,000 psi 的讨论很多。”

但这引发了一个问题：在装有充满易燃氢气的超高压储罐的车里接送孩子，一位足球妈妈会接受吗？Ward 坚称储罐极其坚固：“我们曾将它们从 100 英尺高的起重机上扔到地面，没有任何损坏。在事故中，它们不会穿孔，只是会移动。”如果事故严重到足以损坏供气管线，多重关闭装置就应该启动——惯性传感器、断电传感器和环境气体传感器都设计用于在任何气体泄漏时进行夹断，以防止火灾。

即便如此，仍然存在观念问题。“普通人对燃料电池的了解并不多，”加州燃料电池伙伴关系传播经理 Joe Irvin 说。“当你给出具体细节时，人们会喜欢这个概念，但他们总是担心安全问题，然后就会提到‘兴登堡号’（Hindenburg）。”最近的研究表明，导致 1937 年“兴登堡号”飞艇起火的是其易燃的外皮——而不是氢燃料的爆炸性——这可能会缓解人们的担忧（参见《Discover》杂志 2001 年 11 月号第 55 页的“重访兴登堡号”）。而且，随着燃料电池汽车越来越接近经销商，预计会听到很多关于携带汽油在油箱中相对危险性的说法。

我仍然不确定公众是否会接受。但我离开赛车场那天，已经确信氢燃料电池汽车是真实存在的，而且——与豆奶不同——它们已经近在咫尺，令人垂涎。