近日，在冬奧會開幕式裡，想必大家都對火炬的點火印象深刻，這種高級的點火是中國人極致的浪漫。但你知道嗎？看起來只是一簇小小的火把，實際上背後的“黑科技”隱藏了不少。與往屆奧運會大量使用液化天然氣或者丙烷氣體作為火炬燃料有所不同，本次冬奧會火炬燃燒的是氫能源，它實現了冬奧會歷史上首次火炬零碳排放。

無論是開幕式上點燃聖火的火炬，還是奧運賽區裡接駁的1100多輛大巴車等都有“氫能”大顯身手。

氫能是什麼？為什麼火炬中要用它？它為什麼同樣能用在汽車中？今天我們就一起來了解一下。

為什麼冬奧會火炬要使用氫能？

氫能，本質上是一種能源，為我們的生活提供各種能量。從這點來看，氫能的作用和生活中常見的傳統能源如汽油、天然氣等一樣，它因清潔、高效而被譽為“21世紀綠色能源”。

氫能，最主要的三個特點就是能量密度高，來源廣泛和清潔低碳。

在同樣的理想條件下，以煤炭為例，1kg的氫能所釋放的能量大約是1kg煤炭的5倍；同時氫能來源廣泛，既可通過煤炭、石油、天然氣等化石能源重整或者工業副產氣得到，也可直接通過電解水製取；氫能是一種清潔低碳的能源，它的最終燃燒產物是水，不會如傳統能源那樣產生大量污染物和溫室氣體。

因此，北京冬奧會的火炬選擇氫能除了氫燃料本身在低溫下可以持續燃燒外，也是利用了氫能燃燒時的清潔和零排放。

此外，關於冬奧會火炬火焰的顏色，氫氣在空氣中燃燒呈現出淡藍色火焰，自然環境下幾乎無法用肉眼看到。為此，科研人員研製了幾十種火焰顏色，最終確定了偏黃的顏色。

除了火炬，氫能在冬奧會大巴車上也得到了廣泛的應用，新能源車的代表之一燃料電池車就是採用了氫能作為動力。

氫能汽車和純電汽車相比有啥優勢？

氫燃料電池車是指以氫燃料電池為動力的車，氫與氧的化學反應產生會產生大量的能量，從而為汽車提供源源不斷的動力。

與傳統的汽車相比，氫燃料電池車補充燃料時間短、能量密度大，並且排放物為水，能夠真正的實現零污染、零碳排放。

氫燃料電池車是指以氫燃料電池為動力的車，純電汽車是指以鋰離子電池為動力的車，兩者在車載電池、成本、性能等角度都有著較大的區別。

從電池來看，氫燃料電池本質是發電裝置，一旦車沒電後，只要加氫氣就能發電，隨時給車補充能量，這一點類似於車加汽油；而鋰電池則是儲能裝置，電池包裡有多少能量直接決定了車能跑多遠，一旦電池包沒有電，必須花一段時間重新把電儲存到電池包裡。因此，氫燃料電池車相比於純電汽車充電快、跑得遠。

從汽車成本角度來看，鋰電池相對簡單，技術發展比較成熟，已經實現規模化生產，成本較低；而燃料電池車技術難度較大，關鍵材料仍然依賴進口，且加氫站成本遠高於鋰電池充電站。因此，成本方面純電汽車更佔優勢。

工作人員正在為車輛加氫。圖源：北京2022年冬奧會和冬殘奧會組織委員會網站

環保方面，氫燃料電池車和純電汽車都屬於環保低碳排放，氫燃料電池車的排放是水，相比於純電動車電池電解液處理不當等易造成環境污染，氫燃料電池車更加綠色環保。

其他方面，氫燃料電池車在行駛時需要隨車攜帶高壓氣瓶，在碰撞、加氫氣時均容易引發氫氣洩漏，安全隱患要更大一些；低溫下，純電動車電池電解液性能降低，電池內阻增大，低溫下氫燃料電池車要比純電汽車錶現的更好。

綜合來看，氫燃料電池車和純電汽車各有優劣，兩者基本呈現出互補和共同發展的態勢。

氫能的應用領域還有哪些？

氫能，由於其本身的安全性以及存儲、運輸的困難，在生活中的應用並不算十分廣泛。

除了我們熟知的氫能汽車，氫能在日常生活中主要被用在一些小型的民用、商用供能係統，如小型民用燃料電池電站、小型商用燃料電池發電站、燃料電池無人機等。

相信隨著科學技術的不斷進步，氫能技術會越來越成熟，給我們的生活帶來越來越多的清潔助力！

來源：科普中國