豐田汽車在氫能源領域的探索正引領著一場前所未有的技術革命。不同于常見的氫燃料電池驅(qū)動方式，豐田在一項創(chuàng)新項目中，將液態(tài)氫應用于內(nèi)燃機，這一突破性嘗試首先亮相于2021年的富士24小時耐力賽。
在這場賽事中，豐田的卡羅拉運動版并未采用傳統(tǒng)的氫燃料電池技術，而是搭載了專為該項目開發(fā)的H2版三缸GR Yaris內(nèi)燃機。這臺內(nèi)燃機以液態(tài)氫燃料箱中“蒸發(fā)”的氫作為動力源，并在隨后的超級太極系列賽決賽中再次亮相，展現(xiàn)了其卓越的性能。
液態(tài)氫在內(nèi)燃機中的應用，不僅為汽車提供了強大的動力，更在環(huán)保方面取得了顯著成效。與傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機相比，氫氣內(nèi)燃機在燃燒過程中不會產(chǎn)生一氧化碳（CO）和未燃燒的碳氫化合物（HC）排放，這兩種排放物是傳統(tǒng)汽油車通過三元催化轉(zhuǎn)化器凈化的主要排放物之一。雖然賽車發(fā)動機仍會產(chǎn)生少量的氮氧化物（NOx），但其排放量遠低于傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機，并且可以通過尾氣后處理系統(tǒng)得到有效中和。
然而，液態(tài)氫的儲存和使用并非易事。由于液態(tài)氫需要在極低的溫度下儲存，即零下253攝氏度，因此外部的熱量會不可避免地穿透隔熱罐，導致氫開始蒸發(fā)。這一特性曾是液態(tài)氫應用的一大難題，但在豐田的創(chuàng)新技術下，這一難題被巧妙地轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢。
豐田通過一系列復雜的技術手段，將蒸發(fā)的氫氣捕獲并充分利用。首先，汽化后的氫氣被加壓后送入內(nèi)燃機，直接為汽車提供動力。這一過程中，泵的作用至關重要，它能夠?qū)⒄舭l(fā)氣體的壓力提高2到4倍，確保內(nèi)燃機有足夠的燃料供應。
其次，剩余的氫氣被用來在氫燃料電池堆中發(fā)電。這些電力不僅為液氫泵和其他輔助設備提供了動力，還進一步提高了能源利用效率。如果在這些步驟之后仍有剩余氫氣，豐田則通過催化劑將其轉(zhuǎn)化為水蒸氣，并安全地釋放到車外。
豐田的這一創(chuàng)新技術不僅解決了液態(tài)氫蒸發(fā)帶來的問題，還提高了能源利用效率，展現(xiàn)了氫能源在交通工具領域的巨大潛力。目前，豐田正在積極尋求技術合作伙伴，以進一步推動這項技術的研發(fā)和應用。
