当今，氢燃料电池汽车的研究正在如火如荼地进行。这种被称为“零排放”的汽车需要数十年时间才可能完全取代传统的内燃机。

　　首批氢燃料汽车将可能仍使用传统的内燃机来驱动。但它们是否能促成氢燃料的大规模使用呢？

    不过即使这种被称为“零排放”的汽车开始成规模地走入人们的生活，它也需要数十年时间才可能完全取代传统的内燃机。而与此同时，传统内燃机也将有可能使用氢燃料来驱动。

    目前有几家汽车制造厂商正在开发使用氢燃料的内燃机。氢燃料点火较汽油更容易、且几乎不产生污染物。如果未来几年中制造商们能够将足够数量的氢内燃机（hydrogen internal combustion engine，即H2 ICE）汽车推广上路，则将促进较大规模的氢燃料制备和配送体系，这种体系也正是氢燃料电池汽车所需要的。

    如果一切能按计划进行，氢内燃机汽车将会解决一个类似“是鸡生蛋还是蛋生鸡”的问题，即燃料电池汽车和氢气加气站二者谁拉动谁的问题，有专家指出，发展这种过渡性汽车的主要目的就是让“氢经济”尽快形成。还有人甚至认为，在追求更高经济和技术实用性的竞争中，较为笨重、功率较低的燃料电池永远也赶不上轻便、大功率且廉价的氢内燃机。如果氢内燃机能够达到预想的运行水平，燃料电池在汽车业中可能会永远也派不上用场。

    宝马（BMW〕、福特（Ford）和马自达(Mazda)等汽车制造厂商预计将在未来几年中为政府和商务客户生产氢内燃机汽车。不过为了创造氢燃料的市场需求，这类轿车和卡车必须在更广大的消费市场中占有一席之地，而它们尚不会成为适宜乡村地区使用的产品。汽车制造商们已经采取了不同的措施来保持氢内燃机运行平稳，同时可在车上携带足够的氢燃料，以便能够在离加气站较远的地方行驶。究竟哪种方案能够胜出尚有待时日去检验。当然，保障氢内燃机汽车运行还需要有足够数量的加气站，且大多数专家都认为公众应该在首批加气站的建设中有所付出。

    最为重要的是，汽车制造厂商们必须回答这样一个问题：在燃油发动机变得越来越清洁、同时高耗油的运动型多功能汽车（SUV）在油价上涨风潮中销量依旧强劲增长的情况下，拿什么来吸引那些普通驾车者购买新推出的氢燃料汽车呢？
           
    环保运转

    在传统的汽油机中，经过适当调整，燃料和空气能够以正确比例混合，从而使汽缸中正常的“爆炸”基本消耗掉所有的燃料分子和氧分子。这种情况称为“按配比燃烧”。当然，燃烧油料会产生一氧化碳、二氧化碳及碳氢化合物。即使在按正确配比工作时，汽缸中的燃烧温度足以使空气中的部分氮气发生氧化，生成氮氧化物（NOx），这就是在大城市中经常能够见到的褐色烟雾的来源。

    与此相比，氢燃料引擎则几乎不产生污染物。燃烧氢气不会产生上氧化碳或其他碳化合物，从而不会加剧温室效应。而且与油类燃料不同的是，即使在氢燃料远少于“配比燃烧”所需要的量时，也仍然能够正常燃烧，这称为“欠燃料燃烧”。因此可以降低氢气和空气混合物的比例，使其约为正常配比的一半，燃烧温度可以降至足够低，从而使90%以上的氮氧化合反应得以避免。而相同的方法如果用到汽油机上，它的运行效率就会大大降低了。

    但在氢内燃机真正能够取代燃油发动机之前，研究人员们必须解决影响引擎性能的一些问题。氢气较油类燃料具有更高的能量密度，但它也是自然界中密度量小的气体，这样势必要求有更大的汽缸空间，从而相对减少了氧气的量，使动力受到影响。与此同时，点燃氢气所需的能量很小，一旦靠近温度较高的物体（如火花塞），氢气和空气混合物就可能发生爆炸燃烧。这种“提前点火”可能引发动机爆震，甚至产生老式福特T型轿车曾有的回火危险。

　　强动力输出

    为了克服上述问题，各厂商采取了不同的措施。福特公司的技术人员使用了名为“增压器”的机械泵向燃烧汽缸中强制供给更多的空气和燃料，增加每次爆炸产生的能量。据介绍，他们一般是向汽缸中多供入1倍半以上的空气，外加相应数量的燃料。将氢气和空气的比例保持在低于40%配平比的“欠燃料”水平，以防止提前点火和回火。该公司使用氢燃料的Focus小型汽车一次加满气后可行驶约240公里，其储气罐内压力达到350大气压。而它的U型概念车则使用电混合系统，储气罐也被加压至700个大气压（7OMPa左右），由此它可以达到两倍于Focus的单次加气行程。

    马自达公司的氢内燃机样机也携带气态氢，但它采用了由两个三角形转子驱动的转缸式引擎。为了克服氢气移置空气的倾向，该设计中仅在汽缸已充满空气且进气阀关闭之后才向燃烧缸中强制注入氢气。除了提升功率之外，这种“直接注入”法在达到理想爆炸位置之前可保证氢气与氧气的隔离，从而消除了回火的危险。马自达公司的这种氢燃料引擎也可以使用汽油。

    在宝马公司方面，他们是在引擎需要最大功率时按照配平比喷射氢气燃料。而在其他情况下则使用欠燃料方式。氢燃料驱动的Beemer汽车还携带了密度更高的液态氢，在很重的隔热箱体内部，它在-253度发生“沸腾”。这样可以大大延长汽车一次加气后的行驶里程。在未来的引擎中，这种冷气还可用来对空气燃料混合物进行降温，从而使其密度更高，两者间结合较“高温”混合更为有效。低温氢气还可以对引擎部件进行冷却，防止发生回火和提前点火。宝马公司的氢内燃机同样可以使用汽油作为燃料。

    与福特和马自达公司不同的是，宝马公司对于在氢内燃机研制同时开发燃料电池技术尚没有即刻实施的计划。燃料电池可以从单位质量的氢气中产生更多的有用能量，但它不能直接提供内燃机的车轮旋转动力。而客户购买汽车不光是为了代步，他们还会在意行驶过程中的乐趣。主马公司确信，采用氢内燃机将是能够满足客户这种需求的最佳途径。

    首批使用氢内燃机的汽车有望在5年之内下线，而汽车制造商们则不愿意透露具体的时间表。福特公司预计氢内燃机汽车将会以更快的速度走向普及，而他们同时也在进行燃料电池汽车的开发。宝马公司一直致力于高档车的市场，它计划在其旗舰7系轿车近几年的型式周期中生产一些氢燃料汽车。汽车厂商们将会先面向商务和政府客户推广这种汽车，同时利用集中化管理的加气站对其性能进行仔细的监测。

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