一、氫燃料電池動力系統
氫燃料電池的基本原理是利用電化學反應將存在于燃料中的化學能轉化為電能。
1、氫燃料電池工作原理
氫燃料電池工作原理是氫氣通過燃料電池的正極當中的催化劑（鉑）分解成電子和氫離子（質子）。其中質子通過質子交換膜（Proton Exchange Membrane）到達負極和氧氣反應變成水和熱量。對應的電子則從正極通過外電路流向負極產生電能。
2、氫燃料電池動力系統結構
氫燃料電池電堆的結構主要有雙極板、膜電極（質子交換膜涂覆催化劑層）、氣體擴散層、絕緣板等。
然后在電堆的基礎上，增加空氣系統、氫氣系統、電子電氣系統、水熱管理系統，就構成一個氫燃料電池動力系統，也就是氫燃料電池發動機。
3、氫燃料電池動力系統車輛應用案例
氫燃料電池動力系統在商用車（卡車、公交車等）領域已經有相當多的案例，而在乘用車上的量產應用案例主要有豐田 Mirai 和現代 NEXO，而寶馬、上汽、廣汽、一汽、長安等國內外車企都在持續布局。
二、? 氫內燃機
1、氫內燃機工作過程
氫內燃機是通過燃燒氫來獲得動力，這種發動機跟普通燃油發動機一樣，有吸氣，壓縮，做功以及排氣四個沖程，只是將燃油換成了氫氣。
2、氫內燃機結構
以康明斯發動機為例，氫內燃機與天然氣發動機的構造基本相似，都包括：缸體、曲柄、氣缸蓋、點火系統、安裝部件等；氫內燃機和柴油機的零部件也部分通用，如：缸體、曲柄及支撐、飛輪殼等安裝部件。
零部件高度相似和通用的特點可以發揮康明斯氫內燃機的經濟優勢，提升設備的可靠性，在行業的低碳轉型階段起到關鍵助力。
東風馬赫動力氫氣發動機
3、氫內燃機車輛應用案例
氫氣內燃機應用案例有寶馬Hydrogen 7、豐田氫氣內燃機賽車、馬自達Skyactiv-X等。
三、氫燃料電池發動機和氫內燃機的對比
兩者的相同點都需要氫氣和氧氣參與反應；都需要燃料儲存裝置儲氫罐；都能給車輛提供動力。不同之處在于兩者產生能量的方式不一樣，也導致效率有明顯的差異，所以消耗同樣的氫氣下燃料電池車會有更多的續航里程；發動機制造的方式也完全不一樣；燃料電池的方式相對于氫氣內燃機更環保。另外在能量釋放速度上可以做到無差別的，內燃機和燃料電池都可以做到短時間大功率輸出。
未勢能源氫燃料電池發動機（左）濰柴氫氣內燃機（右）
兩種路線相比較而言，氫燃料電池的優勢在于轉化效率高，污染排放少，商業化應用程度高，尤其是在轉化效率方面，氫燃料發動機的熱效率很難超過45%，而氫燃料電池的轉化效率已經可以達到60%以上。
氫燃料發動機的優勢則在于成本低（是燃料電池的10%左右）、對氫氣的純度要求不高、可通過現有燃油發動機改造而來等。此外，由于氫內燃機在高負荷情況下的輸出效率更高，因此更適合用于中重型卡車等商用車領域。
原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：氫燃料電池動力系統和氫內燃機的比較
