氢能汽车，也就是燃料电池电动汽车，可以实现零排放，这也是氢能汽车区别于纯电动/混合动力汽车的显著特点，但目前还没有纯电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车普及。
电动和混合动力汽车越来越受欢迎，部分原因是它们有助于减少大气中的碳排放。但它们并不是更环保驾驶的唯一选择。氢燃料电池电动汽车听起来像科幻小说中的事情，但这些汽车可能比你想象的存在更久。
氢能汽车的主要结构和部件
什么是燃料电池？燃料电池是氢和氧之间进行电化学反应的装置。燃料电池的主要组成部分包括阳极、阴极和电解质。在电解质存在的情况下，燃料离子(即氢离子)与氧离子反应产生电、水蒸气和热。此外，该反应仅在800的温度下进行。因此，这种反应的另一个名称是“冷燃烧”。这样产生的电驱动马达，马达又转动车轮。
单个燃料电池厚度约2 mm，但只能产生1伏的电位差。因此，燃料电池电动汽车使用数百个燃料电池阵列，称为“燃料电池堆”。
氢燃料电池氢能源汽车的工作原理是一种电动汽车，利用燃料电池为发动机提供动力，而不是主要依靠锂离子电池。
氢能汽车不像汽油车那样燃烧燃料。氢动力汽车和电动汽车一样，不会产生有害排放，唯一的副产品是水蒸气，可以实现零排放。因为它们是电动汽车，你也会听说它们被称为燃料电池电动汽车(FCEV)。
燃料电池在设计上类似于锂离子电池：它们有一个阳极、一个阴极和一个催化剂，催化剂会触发电子和质子从泵送的氢中分离出来。像电动汽车中的锂离子电池一样，氢动力汽车也有多个燃料电池同时工作来发电。这些电池被称为氢燃料电池堆。
汽车燃料箱中的氢与燃料电池堆中的氧结合，通过一种叫做反向电解的过程来发电。电子从通过电路为电机提供动力的氢气中脱离出来，与电路另一端的氧气结合形成水蒸气，通过汽车尾气排出。
根据情况，氢燃料电池可以通过两种方式发电。这些能量要么直接为电机提供动力，要么为小型锂离子电池充电，后者有助于为电机提供动力，并可以储存能量以备后用。
电池还可以从车辆的再生制动系统获得电力以备后用，并在低能量行驶期间储存来自燃料电池堆的多余电力。如果对发动机要求比较高，电池会有帮助。
加氢与里程的关系是燃料电池电动车的氢燃料箱大约和汽油车一样快，这是氢燃料车相对于电池电动车的重要优势。你所要做的就是在加油站停下来，接上软管，大约五分钟后油箱就会加满。
FCEV可以在车辆上安装多个氢气罐，但如果处理不当，氢气可能是可燃的，因此必须严格测试这些氢气罐的壁厚和抗压能力，以确保碰撞安全。故障保护装置也内置于车辆中，以确保当燃料电池被移除或过热时，氢气被分散和释放。
氢能汽车与电池电动汽车相比的另一个优势是行驶里程更长。根据相关数据，FCEV可以行驶300到400英里(482km ~ 644km)才需要加氢。另一方面，所有电池电动汽车的平均电动汽车里程约为250英里(402公里)。
氢能源汽车的挑战是快速加氢，电，唯一的副产品是水，这听起来像是一种完美的绿色汽车，对吧，但氢能源汽车有它的缺点。
首先，虽然氢动力车的续航里程比电动车大，但氢动力车的加氢成本更高，部分原因是氢气的生产成本太高。虽然氢是地球上最丰富的元素，但要将其提炼为可以为车辆提供动力的形式需要付出努力，而这种努力体现在每辆车的成本上。
FCEV加氢基础设施目前也严重缺乏。世界上只有不到400个FCEV加氢站，尽管正在努力建设更多的加油站。美国的目标是到2030年实现1000家线上加油站。但是，这比电动汽车充电站要少得多。到2021年，美国的电动汽车充电端口数量约为11万个。
氢动力汽车面临的另一个挑战是，尽管它们本身可以零排放，但制造氢燃料的工厂通常会燃烧化石燃料，这一过程称为蒸汽重整。如果这种情况继续下去，FCEV将无法尽可能地保护环境，也不能真正称为零排放汽车。
目前，正在探索替代制氢工艺，包括电解水，电解水利用太阳能等可再生能源发电，可用于从水中分离氢气。
