简介
氢气车分为两种，氢内燃车(HICEV)是以内燃机燃烧氢气（通常透过分解甲烷或电解水取得）及空气中的氧产生动力，推动的汽车。而氢燃料电池车(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氢或含氢物质及空气中的氧通过燃料电池以产生电力，再以电力推动电动机，由电动机推动车辆。这类车辆的发电厂把氢的化学能转换为机械能，或者是通过燃烧的内燃机中的氢，或通过在燃料电池中的氧与氢反应来运行电动机。广泛使用氢助长交通是在提议中的氢经济的一个关键因素。
使用氢为能源的最大好处是它能跟空气中的氧，产生水蒸气排出，有效减少了其他燃油的汽车造成的空气污染问题。
HICEV一般内燃机为基础改良而成，要实现并不困难，困难之处在于如何降低成本及达至安全，以及安全地解决氢气供应、储存的问题后才可以推出市场。
高速车辆、巴士、潜水艇和火箭已经在不同形式使用氢
优点
用氢气作燃料有许多优点，首先是干净卫生，氢气燃烧后的产物是水，不会污染环境，其次是氢气在燃烧时比汽油的发热量高。在1965年，外国的科学家们就已设计出了能在马路上行驶的氢能汽车。我国也在1980年成功地造出了第一辆氢能汽车，可乘坐12人，贮存氢材料90公斤。氢能汽车行车路远，使用的寿命长，最大的优点是不污染环境。
氢是可以取代石油的燃料，其燃烧产物是水和少量氮氧化合物，对空气污染很少。氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，而且不需要对汽车发动机进行大的改装，因此氢能汽车具有广阔的应用前景。推广氢能汽车需要解决三个技术问题：大量制取廉价氢气的方法，传统的电解方法价格昂贵，且耗费其他资源，无法推广；解决氢气的安全储运问题；解决汽车所需的高性能、廉价的氢供给系统。目前常见的供给系统有三种，气管定时喷射式、低压缸内喷射式和高压缸内喷射式。随着储氢材料的研究进展，可以为氢能汽车开辟全新的途径。而最近，科学家们研制的高效率氢燃料电池，更减小了氢气损失和热量散失。
原理
氢分子通过燃烧与氧分子结合产生热能和水。氢燃料电池通过液态氢与空气中的氧结合而发电，根据此原理而制成的氢燃料电池可以发电用来推动汽车，提供家庭或工业用电或作为手机电池。一原理说起来很简单，但具体分析的话就会发现，其实提炼氢燃料的过程非常复杂，而且能耗也非常高。
燃料
氢内燃车和氢燃料电池车不同。氢内燃车是传统汽油内燃机车的带小量改动的版本。氢内燃直接燃烧氢，不使用其他燃料或产生水蒸气排出。这些车的问题是氢燃料很快耗尽。载满氢气的油缸只能行驶数英里，很快便没能量。另一方面，各色各样的方法正在研究以减少耗用的空间，例如用液态氢或氢化物。1807年Isaac de Rivas制造了首辆氢内燃车。可惜该设计甚不成功。宝马的氢内燃车有更多的力量，比氢燃料电池车更快。宝马的氢汽车以三百公里每小时创下了氢汽车的最高速记录。万事达已在开发烧氢的转子引擎。该转子引擎反覆转动，故氢从开口在引擎内的不同部分燃烧，减少突然爆炸这个氢燃料活塞引擎的问题。日本武藏工业大学1990年在第八届世界氢能会议上展出了一部使用液氢储罐的燃氢轿车。它由NISSAN车改装，使用一个容积100L，总重60kg的液氢罐，可以100km/h行驶，排放废气中无CO2。中国研制的燃用氢、汽油混合燃料的城市节能公共汽车正进行试验。其他重要汽车生产商如通用汽车和DaimlerChrysler公司，投资在较慢较弱但较有效的氢燃料电池。
储氢方法与材料
传统储氢方法有两种，一种方法是利用高压钢瓶（氢气瓶）来储存氢气，但钢瓶储存氢气的容积小，而且还有爆炸的危险；另一种方法是储存液态氢，但液体储存箱非常庞大，需要极好的绝热装置来隔热。近年来，一种新型简便的储氢方法应运而生，即利用储氢合金（金属氢化物）来储存氢气。研究证明，在一定的温度和压力条件下，一些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。储氢合金都是固体，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，因此是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。
储氢合金还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或热能的能量转换功能。储氢合金在吸氢时放热，在放氢时吸热，利用这种放热－吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。此外它还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999％的超纯氢。储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。目前中国已研制成功了一种氢能汽车，它使用储氢材料90千克，可行驶40千米，时速超过50千米。今后，不但汽车会采用燃料电池，飞机、舰艇、宇宙飞船等运载工具也将使用燃料电池，作为其主要或辅助能源。另外由于大量使用的镍镉电池（Ni－Cd）中的镉有毒，使废电池处理复杂，环境受到污染。镍氢电池与镍镉电池相比，具有容量大、安全无毒和使用寿命长等优点。发展用储氢合金制造的镍氢电池（Ni－MH），也是未来储氢材料应用的另一个重要领域。
电池
现在可以使用的主要有这样几种：
熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）
1980年研制成功，在650摄氏度下工作，把熔融碳酸盐作为电解质，把送到正极的二氧化碳作为离子载体。不需要催化剂，而且可以使用天然气等其他气体燃料。但是启动时间较长。
固体氧化物燃料电池（SOFC）
1980年研制成功，电解质为含有氧化锆等成分的固体陶瓷材料。工作在800~1000摄氏度的高温，离子可以通过陶瓷材料。不需要铂等催化剂。也可以使用其他气体燃料，启动时间也较长。
磷酸燃料电池（PAFC）
1967年研制成功，工作温度接近200度，需要催化剂，电解质为磷酸水溶液，在饭店和医院使用较多。
固体高分子燃料电池（PEFC）
投入研究力量最大的电池，电解质为高分子树脂薄膜，可以实现小型化。工作温度在100度以下，但是需要催化剂。也可以使用甲醇。启动时间也最短。
动力
燃料电池的优势，科技手段中，尚没有一项能源生成技术能如燃料电池一样将诸多优点集合于一身。
能源安全性。自1970年代的石油危机后，各大工业国对石油的依赖仍有增无减，而且主要靠石油输出国的供应。美国载客车辆每日可消耗约600万桶油，占油料进口量之85%。若有20%的车辆采用燃料电池来驱动，每日便可省下120万桶油。
国防安全性。燃料电池发电设备具有散布性的特质，它可让地区摆脱中央发电站式的电力输配架构。长距离、高电压的输电网络易成为军事行动的攻击目标。燃料电池设备可采集中也可采分散性配置，进而降低了敌人欲瘫痪国家供电系统的风险。
高可靠度供电。燃料电池可架构于输配电网络之上作为备援电力，也可独立于电力网之外。在特殊的场合下，模块化的设置(串联安装几个完全相同的电池组系统以达到所需的电力)可提供极高的稳定性。
燃料多样性。现代种类繁多的电池中，虽然仍以氢气为主要燃料，但配备「燃料转化器(或译重组器，fuel reformer)」的电池系统可以从碳氢化合物或醇类燃料中萃取出氢元素来利用。此外如垃圾掩埋场、废水处理场中厌氧微生物分解产生的沼气也是燃料的一大来源。利用自然界的太阳能及风力等可再生能源提供的电力，可用来将水电解产生氢气，再供给至燃料电池，如此亦可将「水」看成是未经转化的燃料，实现完全零排放的能源系统。只要不停地供给燃料给电池，它就可不断地产生电力。
高效能。由于燃料电池的原理系经由化学能直接转换为电能，而非产生大量废气与废热的燃烧作用，现今利用碳氢燃料的发电系统电能的转换效率可达40~50%；直接使用氢气的系统效率更可超过50%；发电设施若与燃气涡轮机并用，则整体效率可超过60%；若再将电池排放的废热加以回收利用，则燃料能量的利用率可超过85%。用于车辆的燃料电池其能量转换率约为传统内燃机的3倍以上，内燃引擎的热效率约在10~20%之谱。
环境亲和性。科学家们已认定空气污染是造成心血管疾病、气喘及癌症的元凶之一。最近的健康研究显示，市区污染性的空气对健康的威胁如同吸入二手烟。燃料电池运用能源的方式大幅优于燃油动力机排放大量危害性废气的方案，其排放物大部份是水份。某些燃料电池虽亦排放二氧化碳，但其含量远低于汽油之排放量(约其1/6)。
燃料电池发电设备产生1000仟瓦-小时的电能，排放之污染性气体少于1盎斯；而传统燃油发电机则会产生25磅重的污染物。因此，燃料电池不仅可改善空气污染的情况，甚可能许给人类未来一片洁净的天空。
可弹性设置/用途广。燃料电池的迷人之处在于其多样风貌。除了前述的集中分散两相宜的特点外，它还具有缩放性。利用黄光微影技术可制作微型化的燃料电池；利用模块式堆栈配置可将供电量放大至所欲的输出功率。单一发电元所产生的电压约为0.7伏特，刚好能点亮一只灯。将发电元予以串接，便构成燃料电池组，其电压则增加为0.7伏特乘以串联的发电元个数。
燃料电池的劣势主要是价格和技术上存在一些瓶颈，摘列如下：
燃料电池造价偏高：车用PEMFC之成本中质子交换隔膜(USD300/m2)约占成本之35%;铂触媒约占40%，二者均为贵重材料。
反应/启动性能：燃料电池的启动速度尚不及内燃机引擎。反应性可藉增加电极活性、提高操作温度及反应控制参数来达到，但提高稳定性则必须避免副反应的发生。反应性与稳定性常是鱼与熊掌不可兼得。
碳氢燃料无法直接利用：除甲醇外，其它的碳氢化合物燃料均需经过转化器、一氧化碳氧化器处理产生纯氢气后，方可供现今的燃料电池利用。这些设备亦增加燃料电池系统之投资额。
氢气储存技术：FCV的氢燃料是以压缩氢气为主，车体的载运量因而受限，每次充填量仅约2.5~3.5公斤，尚不足以满足现今汽车单程可跑480~650公里的续航力。以-253℃保持氢的液态氢系统虽已测试成功，但却有重大的缺陷：约有1/3的电能必须用来维持槽体的低温，使氢维持于液态，且从隙缝蒸发而流失的氢气约为总存量的5%。
氢燃料基础建设不足：氢气在工业界虽已使用多年且具经济规模，但全世界充氢站仅约70站，仍值示范推广阶段。此外，加气时间颇长，约需时5分钟，尚跟不上工商时代的步伐。
历史
1960年代后期，Roger E. Billings制造了燃料电池的原型。在燃料电池氢汽车的发展主要有三个障碍。
首先，氢的密度很低，就算燃料以液态形式储存在低温瓶或压缩气体瓶，在那些空间能够储存的能量十分有限，而氢汽车比起其他汽车就十分受限。有些研究已经用特别结晶体来储存氢在较高密度的环境中，而且更安全。
另外一种方法是不储存氢分子，而使用氢重组器来从传统燃料如甲烷、汽油和乙醇，提取氢。很多环保分子对此想法不感兴趣，因为它依赖了化石燃料。可是，这是有效的重组程序。使用重组过的汽油或乙醇来推动燃料电池，仍比使用内燃引擎来得有效。
其次，制造在氢汽车提供电力可靠燃料电池，耗资颇高。科学家努力研究令燃料电池的成本尽量便宜，同时又有足够硬度以抵受撞击和震动这些汽车的基本问题。燃料电池的设计大都脆弱，故不能在那些情况下保存。加上很多设计都需要稀有物如铂作为加速剂，令工作更顺畅，而加速剂可能污染氢的纯净度，不利氢的提供。
第三个问题是氢可作为能量的携带者而非能源。它必须从化石燃料或其他能源提取，因此引起能量的流失（因为从其他能源到氢又回到能量的转换并非百分百有效）。因为任何能源都有缺点，转换到氢会引起关于如何产生这种能源的政治决定。
最近有方法成功直接从太阳和水，透过金属的催化剂，产生了氢。这或能使从太阳能转成氢有一个便宜、直接、清洁的途径。
代价
1、一般情况下，我们要获得氢，都会从水里分解出来，这就需要用到电，需要将交流电转化成直流电，这过程将使得氢分子中的能连损失2%-3%
2、接下来我们开始电解水，在此过程中能效只能达到70%，其余30%的能量被消耗掉。
3、经过上述两个过程，我们获得了氢气，但是由于是气体，因此其体积非常大，这个就需要我们用10000磅/平方英寸的大气压强对氢气进行压缩处理，这个过程又将耗能15%，即便是经过了这一系列处理，同等质量的氢燃料所包含的能量值也只有普通汽油燃料的20%所有，并且要贮存这些氢燃料需要很大的存储设备。此外，为了保持氢燃料电池的稳定，我们还要将温度控制在零下253度，这一过程再次耗能30%-40%。
4、在运输过程中，由于我们很难保持零下253度的恒温，因此我们还将损失10%的能量。
5、而在氢燃料被注入汽车前，我们又损失了大约50%的能量。
6、最终我们还将损失10%的能量，因为氢能汽车的能效只有90%。
综合上述所有的过程，我们要驱动一辆氢能汽车的能耗高达80%，从节能降耗的角度来看，氢能汽车不达标。
环保
一般人认为，以氢燃料为动力的汽车只会产生水，事实也的确是这样，那为什么说氢燃料汽车并不环保呢？环球能源网认为，我们必须从其生产原料上来分析，由于技术水平并不先进，以及考虑到成本等的问题，世界上很多国家的氢燃料的生产并不是以水为原料，而是以天然气作为生产原料，先前讲到了，如果要电解水取得氢气，那需要很大的能量消耗，而且要生产出能量值与普通汽油燃料相当的氢燃料，我们就需要大量的水资源，水同样也是我们这个星球稀缺的资源，因为我们这里讲到的水是淡水，而不是海水。而天然气的贮存方式相对成熟得多，而且我们可以用并不算多的天然气生产出能量值与普通汽油燃料相当氢燃料。因此，作为氢燃料生产商来说，为了降低生产成本，他们宁愿选择天然气。问题就出在这里，天然气也属于化石能源的范畴，那么使用它就必定会产生大量的二氧化碳，从这个层面上来讲，我们的氢能汽车并不环保。
除了从节能和环保的角度来分析氢能汽车的未来，我们还应该从经济层面来审视一下其发展现状，如今我们很多的加油站都是以提供化石燃料为主，而没有单独提供氢能燃料的场所，如果我们要利用起的加油站，那么就必须修建大量的输送管道，而且这样做的前提是，氢能汽车的数量一定要达到一个合适的规模，数量过少的话，那修建输送管道的成本就显得有点高了。而如今，我们只能从一些新能源展会上才能看到氢燃料电池汽车的身影，大街上主要行驶的还是普通汽油驱动的汽车，即便是在巴西这样的新能源汽车大国，其80%以上的汽车使用的也是乙醇，而非氢燃料电池。因此在可以预见的将来，我们还很难将氢燃料电池汽车推广出去，至少在工艺上我们还不过关。
前景
“氢能汽车上路还需15年”
国际油价持续飙升，让人叫苦不迭。美国政府提出以氢燃料电池车为主要措施解决美国交通能源问题，这似乎带来了美好希望。不过，麻省理工学院的一些能源专家日前则提醒公众，氢燃料电池车真正要“跑起来”，至少还需要15年的时间。
对于氢燃料电池车上路的时间表，麻省理工学院(MIT)能源委员会近日出台报告说，与目前的车辆相比，性能与价格具有竞争力的氢燃料电池车真能“上路”、“跑起来”，至少还需要15年；而要让氢燃料电池车被大规模采用，达到明显降低现有车辆对石油依赖程度的目的，可能还需要50年的时间。
MIT能源委员会的约翰·海伍特教授指出，作为一项颇具潜力的、能替代石油燃料的技术措施，氢燃料电池车目前的“路障”涉及到氢燃料的生产、储存和输送基础设施，以及燃料电池的成本等问题。他强调，发展所谓的以氢为燃料的“氢交通经济”确实是一个巨大的挑战。即便价格与性能被公众接受，氢燃料电池车还需要几十年的时间才能被大规模采用。
海伍特解释说，氢燃料电池车的推广要受许多因素的制约。首先，新技术车辆大规模应用是早还是晚，主要受到现有车辆平均寿命的限制。目前车辆平均寿命是15年。无论是先进的内燃发动机车、混合车，还是氢燃料电池车，即使有人买了这些具有新技术的车辆，大多数车主需要15年才能换车，这些年内，旧车还会在路上跑，还会在继续烧汽油，继续排放二氧化碳等温室气体。
第二，配有新技术的车辆在厂家生产车间，从第一台到批量生产一般需要几年的时间，到大规模推广又得几年之后。拿油电混合车来说，混合车有全新的技术，但市场份额却增长缓慢。混合车在美国1999年上市，到目前为止市场份额却只有1%。
第三，从推广氢燃料电池车对解决交通石油燃料危机的影响角度说，欧洲过去25年推广柴油发动机的经验表明，短期内节省燃料有效措施并不一定来自全新的技术，而在于如何在现有车辆技术基础上更好地进行改进，更经济地使用燃料。
MIT能源专家在报告中预计，即使研制出具有价格和性能竞争力的氢燃料电池车，还将需要25年左右的时间，才能使其占新车和轻型卡车销售的份额达到35%，而要使氢燃料电池车替代现有35%的车辆的话，还会再需要20年左右的时间。
在讨论氢燃料电池车时间表的同时，专家们也给政府交通能源政策出了不少主意。他们认为，与氢燃料电池车的情况相比，目前改进内燃发动机性能、减轻车辆重量等措施，倒是有可能对减少车辆过度耗油产生“立竿见影”的效果。先进的内燃发动机、清洁的柴油发动机以及油电混合车在未来30年内将对节省交通石油燃料产生很大的影响。
MIT的专家们还认为，应该大力提倡一些新技术措施，包括发展油耗低的经济型车辆，从严修订车辆燃料经济性标准，提高汽油消费税等，当然，这些需要政府牵头鼓励汽车厂家实施以及公众积极配合，才能实现减少车辆过度耗油的目的。
不过，他们也承认，有效降低美国的巨大交通石油燃料消费量，确实是一大挑战。他们的好想法并不一定会被美国民众广泛接受和采纳。因为长期以来，美国汽车文化中并没有太多地考虑节约石油，而是一味地追求车辆的舒适性。同时，对于那些能很快舒缓车辆过度耗油问题、潜力巨大的技术措施，美国政府也并没有像热衷“氢经济”计划项目那样，予以大力支持和足够的投资。
研发
中国在氢能汽车研发领域取得重大突破，已成功开发出氢能燃料电池汽车性能样车。
国内在燃料电池发动机方面已取得大功率氢—空燃料电池组制备的关键技术，轿车用净输出30kW、客车用净输出60kW和100kW的燃料电池发动机，已在同济大学和清华大学燃料电池发动机测试基地分别通过了严格的测试并装车运行，燃料电池轿车已经累计运行4000多公里，燃料电池客车累计运行超过8000公里。
此前，以氢气为能源的燃料电池汽车被列入国家“863”计划，科技部投入1．2亿元支持燃料电池汽车和相关技术的研发。
此外，国内研发的燃料电池汽车在整车操控性能、行驶性能、安全性能、燃料利用率等方面均得到较大提高。国内汽车企业还开发出100多种燃气汽车，在19个城市开展了推广应用；国内自主研发的纯电动汽车、混合动力汽车，也已开始示范运行
推广
能源短缺、环境污染、全球气候变化……令开发清洁、高效、安全和可持续的能源迫在眉睫，其中，氢能正在受到越来越多国家的重视。
透过甲板，可以看到两个比煤气罐略窄的罐子，据介绍，这两个罐子是用来装氢燃料的。罐子前方贴着一个像小案板一样的片状物，这是一个将氢转换为电的设备。
这是戴姆勒-克莱斯勒公司生产的燃料电动汽车，它最大的优点是，排放物仅仅是水，没有任何污染。未来人们驾驶的汽车，可能大多数都是这样的。
这样的汽车中国企业现在也能生产，在凯宾斯基饭店内的展厅里，上海燃料电池汽车动力系统公司生产的基于桑塔纳2000车型的“超越1号”样车，同样引起许多人的注意。
未来
汽车的尾气污染是个让所有人头疼的难题，生产没有污染的电动汽车，就成了政府、科学家和企业家的共同梦想。
电动汽车主要沿着3个方向开展：
一个是纯电动汽车，从上世纪70年代开始研究发展，但电池寿命影响运行范围的致命弱点，使这一研究方向渐被冷落；另一个是混合动力汽车，是一种安装两套系统(电池-电机／内燃机)的设计，但被认为不是长远之计；然后就是目前被普遍认可的由氢作燃料的电动汽车。
一位BP公司研究氢能的专家给记者讲述了氢能利用的故事。早在1840年，一位叫威廉姆斯的英国作家，在他的小说《神秘的小岛》中，就首先提出氢燃料电池的幻想。到上世纪20年代，人们开始试验用氢驱动内燃机。70年代，美国阿波罗号太空飞船使用氢电池为宇航员提供电和水。80年代以后，氢用于交通工具的研究发展迅速，渐渐可与传统的内燃机媲美。
由氢作燃料电动汽车与传统汽车相比，无尾气排放，无污染，能效更高，发达国家政府和跨国公司目前都纷纷投入巨资研发这种新时代的交通工具。
BP公司负责新能源的全球副总裁莫约翰介绍说，由美国普林斯顿大学和BP公司合作的一项计划雄心勃勃地提出，今后要将10亿辆传统汽车替换成氢燃料汽车。估计燃料电池及相关产品的全球市场潜力，在2011年将达到332亿美元，2021年有可能突破 1.9万亿美元。
在这方面，中国也不甘落后，据中国燃料电池公共汽车项目办公室国家项目协调员伦景光透露，本世纪前5年，科技部用于氢燃汽车开发研究的资金已超过4亿元人民币，今后的投入还将进一步加大，并给予发展氢燃汽车相关扶植政策。
中国政府还与全球环境基金、联合国开发计划署签署了“中国燃料电池公共汽车示范项目”车辆采购合同。示范项目的资金总额为3236万美元，其中45%由中国政府投资。
根据这项合同，戴姆勒-克莱斯勒公司将于明年向北京市提供3辆氢燃料电池公共汽车Citaro，这种汽车与已在欧洲10个城市投入商业运营的30辆燃料汽车一模一样。
北京市民将有望坐上这种零排放的燃料电池公共汽车。按计划，2008年北京奥运会期间，约10辆燃料电池车将穿梭在比赛场馆和运动员村之间。类似的车队还将为2010年上海世界博览会服务。
优势
氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的能源，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，开发氢能已引起各国的高度重视。
2003年11月，澳大利亚、巴西、加拿大、中国、法国、德国、冰岛、印度、意大利、日本、挪威、韩国、俄罗斯、英国、美国15个国家和欧盟代表在美国华盛顿共同签署非约束性的“氢能经济国际合作伙伴计划”参考条款。“氢能经济国际合作伙伴计划”下设指导委员会和执行及联络委员会。
5月底，“氢能经济国际合作伙伴计划”下设的指导委员会在北京召开了第二次会议。与会议同时召开的还有第二届国际氢能论坛。从这两个会议上透露出的信息表明，近年来，美国、日本、欧盟都制定了氢能发展规划，投入大量经费支持氢能开发和应用示范活动。美国政府宣布今后5年拨款17亿美元支持氢能开发；欧盟也拨专款研究氢能转换技术和燃料电池，欧洲10个城市已从2003年开始示范运行商业化的燃料电池公共汽车。
中国科技部秘书长石定环也透露，中国政府正在研究到2020年的能源战略，氢能利用被列为重点发展的方向之一。科技部安排了一批氢能转换技术研发与应用示范项目，科研人员已在一些关键技术上取得显著进展，自主研制的燃料电池轿车、客车已实验运行2000多公里。
莫约翰则对《财经时报》分析说，传统汽车经过多年发展，已有了非常完善的基础设施(加油站设置、油品生产等)，而要培养新的基础设施，需要巨额投资，这对企业充满风险。但对发展中的中国来讲，相对来说，更有机会采用这种新技术、新能源。
加氢
国际油价持续走高，许多国家都在寻找替代能源。近日，通用汽车与壳牌氢能源公司在美国首都华盛顿联合推出了全美第一个加氢加油站，为普通汽车提供加油服务，并为燃料电池车加氢。
加氢设施与普通加油站内的设施没有太大区别，加氢过程与一般汽油车加油类似。加氢站面积比一般加油站大，由氢气分离厂和加气台两部分组成。氢气分离厂内设有氢气分离罐，工程人员向罐内输入水，在电力的作用下，水便分离成氢气和氧气。分离出的氧气通过管道向空中释放，同时将氢气收集在密封压力罐内加压、储存，再通过高压管道为氢汽车加氢。
氢是易燃物，所以人们首先会想到加氢站和氢汽车的安全性。据专家介绍，加氢站内的高压罐和管道的压力虽然高达5700大气压单位，但科研人员成功地解决了管道压力问题，顾客加氢时绝对安全。氢汽车不以燃烧氢气为动力，而是经由汽车内的燃料电池与氢气反应，产生电流作为动力。
实现
氢内燃气和燃料电池两种氢能汽车方案都存在制氢成本高、贮存成本高等现实难题，要想达到产业化和全面普及尚有待时日。人们对于氢能汽车的追求脚步一刻也没有停息，最近，一种车载氢氧机方案正在全球范围内的各个国家的业余爱好者在自己的工作室内进行研究实验。
车载氢氧机是利用汽车上蓄电池的电力对水进行电解，所产生的氢氧混合气由进风口被吸入汽车内燃机中，和传统的汽油、柴油或是天然气混合燃烧。氢氧混合气只有加入5%左右，即可达到降低燃油消耗10%~40%,同时减少50%的污染排放。
车载氢氧机节能减排的实践巳被验证，这是氢能普及道路上的一个过渡方案。虽没有完全替代传统燃料，但能达到节能减排，也是一个不错的选择，毕竟这种方案投资少，见效快，更容易被消费者所接受。
国家政策
节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年）
汽车产业是国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。随着我国经济持续快速发展和城镇化进程加速推进，今后较长一段时期汽车需求量仍将保持增长势头，由此带来的能源紧张和环境污染问题将更加突出。加快培育和发展节能汽车与新能源汽车，既是有效缓解能源和环境压力，推动汽车产业可持续发展的紧迫任务，也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。为落实国务院关于发展战略性新兴产业和加强节能减排工作的决策部署，加快培育和发展节能与新能源汽车产业，特制定本规划。规划期为2012—2020年。
一、发展现状及面临的形势新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，本规划所指新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。节能汽车是指以内燃机为主要动力系统，综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车。发展节能与新能源汽车是降低汽车燃料消耗量，缓解燃油供求矛盾，减少尾气排放，改善大气环境，促进汽车产业技术进步和优化升级的重要举措。
我国新能源汽车经过近10年的研究开发和示范运行，基本具备产业化发展基础，电池、电机、电子控制和系统集成等关键技术取得重大进步，纯电动汽车和插电式混合动力汽车开始小规模投放市场。近年来，汽车节能技术推广应用也取得积极进展，通过实施乘用车燃料消耗量限值标准和鼓励购买小排量汽车的财税政策等措施，先进内燃机、高效变速器、轻量化材料、整车优化设计以及混合动力等节能技术和产品得到大力推广，汽车平均燃料消耗量明显降低；天然气等替代燃料汽车技术基本成熟并初步实现产业化，形成了一定市场规模。但总体上看，我国新能源汽车整车和部分核心零部件关键技术尚未突破，产品成本高，社会配套体系不完善，产业化和市场化发展受到制约；汽车节能关键核心技术尚未完全掌握，燃料经济性与国际先进水平相比还有一定差距，节能型小排量汽车市场占有率偏低。
为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，世界主要汽车生产国纷纷加快部署，将发展新能源汽车作为国家战略，加快推进技术研发和产业化，同时大力发展和推广应用汽车节能技术。节能与新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向，未来10年将迎来全球汽车产业转型升级的重要战略机遇期。目前我国汽车产销规模已居世界首位，预计在未来一段时期仍将持续增长，必须抓住机遇、抓紧部署，加快培育和发展节能与新能源汽车产业，促进汽车产业优化升级，实现由汽车工业大国向汽车工业强国转变。
二、指导思想和基本原则
（一）指导思想。
以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，把培育和发展节能与新能源汽车产业作为加快转变经济发展方式的一项重要任务，立足国情，依托产业基础，按照市场主导、创新驱动、重点突破、协调发展的要求，发挥企业主体作用，加大政策扶持力度，营造良好发展环境，提高节能与新能源汽车创新能力和产业化水平，推动汽车产业优化升级，增强汽车工业的整体竞争能力。
（二）基本原则。
坚持产业转型与技术进步相结合。加快培育和发展新能源汽车产业，推动汽车动力系统电动化转型。坚持统筹兼顾，在培育发展新能源汽车产业的同时，大力推广普及节能汽车，促进汽车产业技术升级。
坚持自主创新与开放合作相结合。加强创新发展，把技术创新作为推动我国节能与新能源汽车产业发展的主要驱动力，加快形成具有自主知识产权的技术、标准和品牌。充分利用全球创新资源，深层次开展国际科技合作与交流，探索合作新模式。
坚持政府引导与市场驱动相结合。在产业培育期，积极发挥规划引导和政策激励作用，聚集科技和产业资源，鼓励节能与新能源汽车的开发生产，引导市场消费。进入产业成熟期后，充分发挥市场对产业发展的驱动作用和配置资源的基础作用，营造良好的市场环境，促进节能与新能源汽车大规模商业化应用。
坚持培育产业与加强配套相结合。以整车为龙头，培育并带动动力电池、电机、汽车电子、先进内燃机、高效变速器等产业链加快发展。加快充电设施建设，促进充电设施与智能电网、新能源产业协调发展，做好市场营销、售后服务以及电池回收利用，形成完备的产业配套体系。
三、技术路线和主要目标
（一）技术路线。
以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，推广普及非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车，提升我国汽车产业整体技术水平。
（二）主要目标。
1.产业化取得重大进展。到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆，燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。
2.燃料经济性显著改善。到2015年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至6.9升/百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至5.9升/百公里以下。到2020年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至4.5升/百公里以下；商用车新车燃料消耗量接近国际先进水平。
3.技术水平大幅提高。新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平，掌握混合动力、先进内燃机、高效变速器、汽车电子和轻量化材料等汽车节能关键核心技术，形成一批具有较强竞争力的节能与新能源汽车企业。
4.配套能力明显增强。关键零部件技术水平和生产规模基本满足国内市场需求。充电设施建设与新能源汽车产销规模相适应，满足重点区域内或城际间新能源汽车运行需要。
5.管理制度较为完善。建立起有效的节能与新能源汽车企业和产品相关管理制度，构建市场营销、售后服务及动力电池回收利用体系，完善扶持政策，形成比较完备的技术标准和管理规范体系。
四、主要任务
（一）实施节能与新能源汽车技术创新工程。
增强技术创新能力是培育和发展节能与新能源汽车产业的中心环节，要强化企业在技术创新中的主体地位，引导创新要素向优势企业集聚，完善以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系，通过国家科技计划、专项等渠道加大支持力度，突破关键核心技术，提升产业竞争力。
1.加强新能源汽车关键核心技术研究。大力推进动力电池技术创新，重点开展动力电池系统安全性、可靠性研究和轻量化设计，加快研制动力电池正负极、隔膜、电解质等关键材料及其生产、控制与检测等装备，开发新型超级电容器及其与电池组合系统，推进动力电池及相关零配件、组合件的标准化和系列化；在动力电池重大基础和前沿技术领域超前部署，重点开展高比能动力电池新材料、新体系以及新结构、新工艺等研究，集中力量突破一批支撑长远发展的关键共性技术。加强新能源汽车关键零部件研发，重点支持驱动电机系统及核心材料，电动空调、电动转向、电动制动器等电动化附件的研发。开展燃料电池电堆、发动机及其关键材料核心技术研究。把握世界新能源汽车发展动向，对其他类型的新能源汽车技术加大研究力度。
到2015年，纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车最高车速不低于100公里/小时，纯电驱动模式下综合工况续驶里程分别不低于150公里和50公里；动力电池模块比能量达到150瓦时/公斤以上，成本降至2元/瓦时以下，循环使用寿命稳定达到2000次或10年以上；电驱动系统功率密度达到2.5千瓦/公斤以上，成本降至200元/千瓦以下。到2020年，动力电池模块比能量达到300瓦时/公斤以上，成本降至1.5元/瓦时以下。
2.加大节能汽车技术研发力度。以大幅提高汽车燃料经济性水平为目标，积极推进汽车节能技术集成创新和引进消化吸收再创新。重点开展混合动力技术研究，开发混合动力专用发动机和机电耦合装置，支持开展柴油机高压共轨、汽油机缸内直喷、均质燃烧以及涡轮增压等高效内燃机技术和先进电子控制技术的研发；支持研制六档及以上机械变速器、双离合器式自动变速器、商用车自动控制机械变速器；突破低阻零部件、轻量化材料与激光拼焊成型技术，大幅提高小排量发动机的技术水平。开展高效控制氮氧化物等污染物排放技术研究。
3.加快建立节能与新能源汽车研发体系。引导企业加大节能与新能源汽车研发投入，鼓励建立跨行业的节能与新能源汽车技术发展联盟，加快建设共性技术平台。重点开展纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车、混合动力商用车、燃料电池汽车等关键核心技术研发；建立相关行业共享的测试平台、产品开发数据库和专利数据库，实现资源共享；整合现有科技资源，建设若干国家级整车及零部件研究试验基地，构建完善的技术创新基础平台；建设若干具有国际先进水平的工程化平台，发展一批企业主导、科研机构和高等院校积极参与的产业技术创新联盟。推动企业实施商标品牌战略，加强知识产权的创造、运用、保护和管理，构建全产业链的专利体系，提升产业竞争能力。
（二）科学规划产业布局。
我国已建设形成完整的汽车产业体系，发展节能与新能源汽车既要利用好现有产业基础，也要充分发挥市场机制作用，加强规划引导，以提高发展效率。
1.统筹发展新能源电动汽车整车生产能力。根据产业发展的实际需要和产业政策要求，合理发展新能源汽车整车生产能力。现有汽车企业实施改扩建时要统筹考虑建设新能源汽车产能。在产业发展过程中，要注意防止低水平盲目投资和重复建设。
2.重点建设动力电池产业聚集区域。积极推进动力电池规模化生产，加快培育和发展一批具有持续创新能力的动力电池生产企业，力争形成2—3家产销规模超过百亿瓦时、具有关键材料研发生产能力的龙头企业，并在正负极、隔膜、电解质等关键材料领域分别形成2—3家骨干生产企业。
3.增强关键零部件研发生产能力。鼓励有关市场主体积极参与、加大投入力度，发展一批符合产业链聚集要求、具有较强技术创新能力的关键零部件企业，在驱动电机、高效变速器等领域分别培育2—3家骨干企业，支持发展整车企业参股、具有较强国际竞争力的专业化汽车电子企业。
（三）加快推广应用和试点示范。
新能源汽车尚处于产业化初期，需要加大政策支持力度，积极开展推广试点示范，加快培育市场，推动技术进步和产业发展。节能汽车已具备产业化基础，需要综合采用标准约束、财税支持等措施加以推广普及。
1.扎实推进新能源汽车试点示范。在大中型城市扩大公共服务领域新能源汽车示范推广范围，开展私人购买新能源汽车补贴试点，重点在国家确定的试点城市集中开展新能源汽车产品性能验证及生产使用、售后服务、电池回收利用的综合评价。探索具有商业可行性的市场推广模式，协调发展充电设施，形成试点带动技术进步和产业发展的有效机制。
探索新能源汽车及电池租赁、充换电服务等多种商业模式，形成一批优质的新能源汽车服务企业。继续开展燃料电池汽车运行示范，提高燃料电池系统的可靠性和耐久性，带动氢的制备、储运和加注技术发展。
2.大力推广普及节能汽车。建立完善的汽车节能管理制度，促进混合动力等各类先进节能技术的研发和应用，加快推广普及节能汽车。出台以企业平均燃料消耗量和分阶段目标值为基础的汽车燃料消耗量管理办法，2012年开始逐步对在中国境内销售的国产、进口汽车实施燃料消耗量管理，切实开展相关测试和评价考核工作，并提出2016至2020年汽车产品节能技术指标和年度要求。实施重型商用车燃料消耗量标示制度和氮氧化物等污染物排放公示制度。
3.因地制宜发展替代燃料汽车。发展替代燃料汽车是减少车用燃油消耗的必要补充。积极开展车用替代燃料制造技术的研发和应用，鼓励天然气（包括液化天然气）、生物燃料等资源丰富的地区发展替代燃料汽车。探索其他替代燃料汽车技术应用途径，促进车用能源多元化发展。
（四）积极推进充电设施建设。
完善的充电设施是发展新能源汽车产业的重要保障。要科学规划，加强技术开发，探索有效的商业运营模式，积极推进充电设施建设，适应新能源汽车产业化发展的需要。
1.制定总体发展规划。研究制定新能源汽车充电设施总体发展规划，支持各类适用技术发展，根据新能源汽车产业化进程积极推进充电设施建设。在产业发展初期，重点在试点城市建设充电设施。试点城市应按集约化利用土地、标准化施工建设、满足消费者需求的原则，将充电设施纳入城市综合交通运输体系规划和城市建设相关行业规划，科学确定建设规模和选址分布，适度超前建设，积极试行个人和公共停车位分散慢充等充电技术模式。通过总结试点经验，确定符合区域实际和新能源汽车特点的充电设施发展方向。
2.开展充电设施关键技术研究。加快制定充电设施设计、建设、运行管理规范及相关技术标准，研究开发充电设施接网、监控、计量、计费设备和技术，开展车网融合技术研究和应用，探索新能源汽车作为移动式储能单元与电网实现能量和信息双向互动的机制。
3.探索商业运营模式。试点城市应加大政府投入力度，积极吸引社会资金参与，根据当地电力供应和土地资源状况，因地制宜建设慢速充电桩、公共快速充换电等设施。鼓励成立独立运营的充换电企业，建立分时段充电定价机制，逐步实现充电设施建设和管理市场化、社会化。
（五）加强动力电池梯级利用和回收管理。
制定动力电池回收利用管理办法，建立动力电池梯级利用和回收管理体系，明确各相关方的责任、权利和义务。引导动力电池生产企业加强对废旧电池的回收利用，鼓励发展专业化的电池回收利用企业。严格设定动力电池回收利用企业的准入条件，明确动力电池收集、存储、运输、处理、再生利用及最终处置等各环节的技术标准和管理要求。加强监管，督促相关企业提高技术水平，严格落实各项环保规定，严防重金属污染。
五、保障措施
（一）完善标准体系和准入管理制度。
进一步完善新能源汽车准入管理制度和汽车产品公告制度，严格执行准入条件、认证要求。加强新能源汽车安全标准的研究与制定，根据应用示范和规模化发展需要，加快研究制定新能源汽车以及充电、加注技术和设施的相关标准。制定并实施分阶段的乘用车、轻型商用车和重型商用车燃料消耗量目标值标准。积极参与制定国际标准。2013年前，基本建立与产业发展和能源规划相适应的节能与新能源汽车标准体系。
（二）加大财税政策支持力度。
中央财政安排资金，对实施节能与新能源汽车技术创新工程给予适当支持，引导企业在技术开发、工程化、标准制定、市场应用等环节加大投入力度，构建产学研用相结合的技术创新体系；对公共服务领域节能与新能源汽车示范、私人购买新能源汽车试点给予补贴，鼓励消费者购买使用节能汽车；发挥政府采购的导向作用，逐步扩大公共机构采购节能与新能源汽车的规模；研究基于汽车燃料消耗水平的奖惩政策，完善相关法律法规。新能源汽车示范城市安排一定资金，重点用于支持充电设施建设、建立电池梯级利用和回收体系等。
研究完善汽车税收政策体系。节能与新能源汽车及其关键零部件企业，经认定取得高新技术企业所得税优惠资格的，可以依法享受相关优惠政策。节能与新能源汽车及其关键零部件企业从事技术开发、转让及相关咨询、服务业务所取得的收入，可按规定享受营业税免税政策。
（三）强化金融服务支撑。
引导金融机构建立鼓励节能与新能源汽车产业发展的信贷管理和贷款评审制度，积极推进知识产权质押融资、产业链融资等金融产品创新，加快建立包括财政出资和社会资金投入在内的多层次担保体系，综合运用风险补偿等政策，促进加大金融支持力度。支持符合条件的节能与新能源汽车及关键零部件企业在境内外上市、发行债务融资工具；支持符合条件的上市公司进行再融资。按照政府引导、市场运作、管理规范、支持创新的原则，支持地方设立节能与新能源汽车创业投资基金，符合条件的可按规定申请中央财政参股，引导社会资金以多种方式投资节能与新能源汽车产业。
（四）营造有利于产业发展的良好环境。
大力发展有利于扩大节能与新能源汽车市场规模的专业服务、增值服务等新业态，建立新能源汽车金融信贷、保险、租赁、物流、二手车交易以及动力电池回收利用等市场营销和售后服务体系，发展新能源汽车及关键零部件质量安全检测服务平台。研究实行新能源汽车停车费减免、充电费优惠等扶持政策。有关地方实施限号行驶、牌照额度拍卖、购车配额指标等措施时，应对新能源汽车区别对待。
（五）加强人才队伍保障。
牢固树立人才第一的思想，建立多层次的人才培养体系，加大人才培养力度。以国家有关专项工程为依托，在节能与新能源汽车关键核心技术领域，培养一批国际知名的领军人才。加强电化学、新材料、汽车电子、车辆工程、机电一体化等相关学科建设，培养技术研究、产品开发、经营管理、知识产权和技术应用等人才。按照《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的有关要求推进人才引进工作，鼓励企业、高校和科研机构从国外引进优秀人才。重视发展职业教育和岗位技能提升培训，加大工程技术人员和专业技能人才的培养力度。
（六）积极发挥国际合作的作用。
支持汽车企业、高校和科研机构在节能与新能源汽车基础和前沿技术领域开展国际合作研究，进行全球研发服务外包，在境外设立研发机构、开展联合研发和向国外提交专利申请。积极创造条件开展多种形式的技术交流与合作，学习和借鉴国外先进技术和经验。完善出口信贷、保险等政策，支持新能源汽车产品、技术和服务出口。支持企业通过在境外注册商标、境外收购等方式培育国际化品牌。充分发挥各种多双边合作机制的作用，加强技术标准、政策法规等方面国际交流与协调，合作探索推广新能源汽车的新型商业化模式。
六、规划实施
成立由工业和信息化部牵头，发展改革委、科技部、财政部等部门参加的节能与新能源汽车产业发展部际协调机制，加强组织领导和统筹协调，综合采取多种措施，形成工作合力，加快推进节能与新能源汽车产业发展。各有关部门根据职能分工制定本部门工作计划和配套政策措施，确保完成规划提出的各项目标任务。
有关地区要按照规划确定的目标、任务和政策措施，结合当地实际制定具体落实方案，切实抓好组织实施，确保取得实效。具体工作方案和实施过程中出现的新情况、新问题要及时报送有关部门。
发展情景
便携式电子设备厂家多年来受LIB的困扰,苦于没有出路,汽车领域里燃料电池的曙光激发出开发小巧燃料电池,一发不可收拾。最先投入研究与开发的是欧美风险企业,日本便携式电子设备制造商跟随其后,紧追不舍,这些厂家参与燃料电池开发,**澎湃,各自大胆采用新材料,并且相继获得突破性进展,于2001年里分别发表小巧燃料电池试制品。日本便携式电子机器厂家普遍认为,小巧燃料电池已经达到可以取代LIB的水平。
技术
燃料电池研究与开发集中在四大技术方面：（1）电解质膜;（2）电极;（3）燃料;（4）系统结构。日美欧各厂家开发面向便携电子设备的燃料电池,尤其重视（1）～（3）方面的材料研究与开发,图2列出一些重要的燃料电池研究课题。
燃料电池中仅次于电解质膜的构件材料便是电极材料,通过它可提取出由甲醇溶液经过分解反应生成的H+（质子）和电子。在电极处的反应,Pt发挥催化作用。反应速度是与Pt粒子的表面成正比,所以力求Pt的粒子直径要小,争取每单位重量有更大的表面积。实践证明,Pt粒子的直径一小下来,会出现多个Pt颗粒凝聚而降低催化能力的问题。NEC公司基础研究所发现碳原子纳米锥状结构（Carbon Nano-horn）上可附着2nm直径的Pt颗粒（Pt原子直径为0.3～0.4nm）,并且Pt不含凝聚。于是,NEC利用Carbon Nano-horn材料作为电极试制出以甲醇为燃料的燃料电池。
燃料电池汽车的车用储氢器必须具有较高的单位质量储氢密度。美能源部认为，车用高压储氢的单位质量密度至少应为6%，即每立方米储存60公斤氢气。为了满足汽车480公里续航能力的要求，一次需储氢大约4到7公斤。目前小型汽车的车用储氢方式大多采用高压储氢，工作压力为70兆帕（Mpa）的碳纤维储氢瓶是目前家用汽车的最佳选择，其售价大约为3000美元。研究人员正在致力于开发新的材料和制造工艺，以进一步降低储氢气瓶成本。目前正在进行的另一研究方向是，通过采用高表面积材料研究低压吸附储存氢气。
面世
2016年9月17日，全球首台常温常压储氢·氢能汽车工程样车“泰歌号”在武汉扬子江汽车厂区奔跑起来。这标志着我国在“常温常压储氢技术”上取得突破。
