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氫燃料電池的工作原理是電解水的反應。包頭工業氣體氫和氧結合成催化劑中的水，氫原子在這個過程中釋放電子產生電。
氫能汽車使用氫燃料電池，所以氫能汽車實際上是電動汽車。氫燃料電池與其說是電池，不如說是發電機。
與電動汽車相比，氫燃料電池沒有下降的問題，氫燃料電池的轉化效率可以達到70%左右。以第二代豐田Mirai為例，續航里程可達850公里，加氫時間不到5分鐘。因此，理論上，氫燃料電池將是內燃機理想的替代品。
但氫氣的儲運成本很高，尚未形成完整的上下游產業鏈，直接導致氫燃料無法成為新能源的主流。
同時，氫氣制造也有很大的限制。政府相關報告指出，目前我國氫氣主要是從煤炭中冶煉出來的，通過電解水制備的比例相對較低。原因是電解水雖然簡單，但耗電量比較大。1立方米氫氣電解制備需要5度電。為了真正保護環境，使用的電力只能由核電、風力電、水力電、光伏電等可再生能源產生，但這些發電方法的比例很低。
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