氢能源无疑是今年一个热门话题，不过焦点貌似都在氢燃料电池上（Hydrogen Fuel Cell）。但其实氢能源在汽车上的应用不只有发电，其实它还能在特定的发动机中燃烧，直接转化为机械能驱动车辆，这就是今天要介绍的主角搭载的氢内燃机（Hydrogen Internal Combustion Engine）。梅赛德斯最近已经在测试他们的氢内燃机割草机，希望这种氢能源的利用形式可以在某些特殊场景发挥出优势。

图：这个项目目前被命名为“WaVe”。目前测试的原型车，已经可以输出1000Nm峰值扭矩以及290匹马力。驾驶楼后方的匣子里装有4个储氢罐，总共可以装载14kg氢气，车辆续航能力尚未知晓。

为什么在大家都研究氢怎么发电的时候，梅赛德斯忽然要研究氢怎么烧呢？要回答这个问题，就要从这两种氢能源利用方式各自的优势所在说起。先来说说这种直接“烧氢”的内燃机，它其实和传统烧燃油的发动机是非常接近的，毕竟，今天所有燃油内燃机都是从燃气内燃机发展而来的，是的，内燃机诞生之初的燃料就两种，煤气或者氢气，直到1872年诞生了石油醚，内燃机才开始向燃油过渡，直到1912年轻质汽油量产供应，内燃机才全面向汽油和柴油转向。氢内燃机的技术原理就是基于现有的燃油机，基本上就是用储气瓶取代了油箱，工作时将氢气泵至气缸内与空气混合，点火推动活塞运动最终驱动车辆。

图：大家可以简单将其理解为用氢气取代了传统燃油为内燃机供能。其实这并不是什么新科技，瑞士发明家弗朗索瓦·艾萨克·德·里瓦兹（François Isaac de Rivaz，1752年12月19日- 1828年7月30日）早在1806年设计世界上第一台内燃机的时候就使用氢气作为燃料。后来没有推广开，除了当时制氢困难外，氢内燃机本身的劣势也是不可忽视的原因之一。

首先，理论上氢内燃机的效率限制是100%，而氢燃料电池的最大效率仅为94.5%。即便按目前的科技不可能让两者的效率逼近极限，但论潜力，氢内燃机还是要更大。其次，氢内燃机和氢燃料电池的输出特性是不同的，氢内燃机在高负载情况下效率更高，对于一些重型机械例如梅赛德斯的这台割草机，会是更优的选择。

图：氢内燃机要布局进这类商用车上也十分方便，内燃机还是在原来的位置，储氢罐可以直接置于驾驶楼后方，其余机械构造、布局基本和燃油车没有区别。

可能大家都会觉得氢气燃烧后只会得到水这种纯净无污染的生成物，但事实上氢气在空气中燃烧还会与氮气发生反应，生产有污染的氮氧化物。而且氢内燃机与燃油内燃机一样，工作时润滑油会极微量地进入燃烧室，这同样会产生污染物。但抛开剂量谈毒性就是耍流氓，相比燃油内燃机，氢内燃机生产污染物的比率还是要低非常多的，虽然不是零排放，但也足够环境友好。

氢进入内燃机还会有一个问题，那就是氢脆化。氢原子非常小，容易渗透进金属内部破坏应力，从而导致金属脆化。所以氢内燃机需要用一些不易被氢影响的材质制作，或在部件表面做涂层工艺，生产成本也就随之上升。

也正因氢内燃机有上述劣势，目前多数车企都会押宝氢燃料电池。

图：其实梅赛德斯也在两条腿走路，他们的燃料电池技术也是发展多年的，详细内容欢迎阅读文章。

氢燃料电池并不是直接燃烧氢气的技术，准确来讲氢气在反应堆中只是与氧气发生了氧化反应，并没有燃烧，也就没有所谓氮氧化物污染物的顾虑。而且氢燃料电池是将氢反应后发电的装置，最终电能驱动电机推动车辆，所以机械结构也相对简单一些。虽然氢燃料电池已日渐成熟，但燃料电池的最终商用化还会遇到一些社会性的问题，那就是昂贵的、使用稀有金属制成的反应膜可能会导致车辆失窃问题恶化，而这类问题在欧洲已有零星案例见报。

图：简单来说，燃料电池就是将氧化反应中产生的电子定向引导出反应堆，形成电流，其中并没有太复杂的机械结构。

按照梅赛德斯的说法，氢燃料电池仍然会是他们研究的重点，这次氢内燃机的项目只是为了在特殊应用场景下提供合理、互补的解决方案，说白了就是要多元发展。但无论日后往哪个方向前进，氢能在汽车领域都将是一个大趋势。