本周，英国首款氢燃料电池列车在轨道上滚动，标志着全球推动绿色交通的里程碑。当乘客穿过英国乡村时，乘客登上了HydroFlex原型车 - 没有发出任何柴油机车后的污染。
HYDROFLEX是伯明翰大学的联合倡议中心的铁路研究和教育(BCRRE)和Porterbrook，英国铁路公司。该团队在沃里克郡的一个铁路测试中心展示了四车列车，铁路爱好者聚集在那里参加一个行业活动。研究人员表示，他们计划在今年晚些时候在英国主要铁路网络上测试 HydroFlex，并由运输部提供资金。
“在接下来的几年里，我们当然可以看到这些在英国运营的车队，” BCRRE电气系统高级讲师斯图尔特·希尔曼森 在铁路会议的视频中说。
随着各国和各城市努力改善空气质量和应对气候变化，铁路已成为零排放技术的另一个前沿。世界上许多铁路系统仍然依赖柴油电动动力系统，导致烟尘，烟雾和碳排放。在英国，运输官员最近发誓要消除国家的柴油只locomotives- 一个回合3900次列车 -by 2040。
为了抑制柴油使用，铁路运营商可以通过架空线路或导电第三轨道为网络供电。(世界上大约三分之一的赛道里程已经通电;在欧洲，日本和韩国，这个比例更高：大约60%。)然而，转换现有赛道可能会非常昂贵，特别是在长距离和低距离的情况下 - 使用网络需要新的基础设施。随着燃料电池模块和电池的成本持续下降，氢气列车正在获得牵引力。
在德国，去年年底有两辆这样的列车开通了客运服务。制造它们的制造商阿尔斯通最近宣布将为欧洲轨道再制造27辆Coradia iLint列车，并且正在为英国开发一个单独的车型。日本和韩国正在计划氢火车，而在美国，加利福尼亚州和北卡罗来纳州的当地官员正在寻求转换旅客列车的项目。
加拿大不列颠哥伦比亚省Ballard Power Systems的投资者关系主管盖伊·麦格里说：“从经济角度来看，它们(燃料电池)今天可能是有意义的，它们可能在几年前无法实现。” 该制造公司为HydroFlex提供燃料电池系统，并正在德国和中国从事氢气铁路项目。
根据BCRRE的说法，HydroFlex是一种混合动力车型，设计用于从架空线或第三轨上获取大部分动力，燃料电池在两种选择都不存在的情况下起作用。在改装的319级列车中的四辆车中，有一辆装有所有好东西： 一个100千瓦的质子交换膜燃料电池模块 ; 200千瓦的锂离子电池; 和20公斤氢气，储存在四个高压罐中。
氢气通过管道输送到燃料电池中，燃料电池然后从空气中吸取氧气以产生电力。这反过来为乘用车下方的牵引电动机提供动力，并在电池组中存储额外的电力。与柴油机车不同，该系统不排放任何二氧化硫，氮氧化物或温室气体 - 只需少量热量和水。
“这是一次非常平稳安静的旅程，” 密歇根州立大学铁路管理教授安德里亚斯霍夫弗希特说，他本周早些时候开始使用HydroFlex。他帮助开发了BCRRE的原始原型Hydrogen Hero，作为伯明翰的博士生。当我们星期四发表讲话时，他已经进入另一个氢铁路会议，这个会议在德国举行。
他说，列车上的燃料电池系统可能会根据电力需求情况而有所不同。轻轨和通勤列车经常启动和停止，因此使用相对较大的电池和较小的燃料电池是有意义的。这也有利于再生制动系统，其为电池充电。对于停靠较少的长途和货运列车，更大的燃料电池和更小的电池系统更适合。
在整个行业中，燃料电池模块在火车，公共汽车，渡轮和重型卡车上几乎相同。Ballard系统工程总监Buz McCain表示，主要区别在于系统附带的支撑组件和结构设计 。
例如，在设计铁路时，工程师必须考虑到火车沿轨道向下移动时的持续振动，并抑制连接和断开车辆所产生的冲击。与HydroFlex不同，其他氢气列车将燃料电池存放在屋顶上，以释放货物和乘客空间; 这需要在平坦的梯形表面上将多个模块串联在一起 。
然而，氢气列车面临的最大挑战超出了轨道。尽管英国和其他地方的运输官员正在努力安装更多的加油站并部署更多的燃料卡车，但全球缺乏氢气加注基础设施。氢气生产商同样致力于提高供应量，并开发更清洁的生产方法，例如使用可再生能源来分解水分子。
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