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绿色氢——未来的燃料

绿色氢能正在成为讨论的焦点，因为它将在全球从化石燃料向清洁能源的能源转型中发挥关键作用。半导体在电解以及用于此目的的绿色能源生产中发挥着至关重要的作用。读一下原因。

文章

09/07/2025

具有多种功能的化学元素

近年来，政府层面和工业领域出现了向氢能大规模转变的趋势：全球各地的政府决策者都认识到氢能在应对气候变化中的核心作用，他们制定了国家目标并建立了国际合作伙伴关系。全球各地的专家都将氢能视为提升能源系统灵活性、同时减少对日益枯竭的化石资源依赖的希望所在。绿色氢能领域的创新和技术突破有望助力人类实现气候保护目标，并推动社会更可持续地发展。

这种化学元素确实具有多种功能：氢除了是一种多功能能源之外，还可以用作能源载体、储存大量能源的选择或作为车辆的燃料。例如，在燃料电池中，它只产生水蒸气和暖空气排放。然而，尽管许多科技公司正在努力解决与氢技术相关的各种挑战，但关键是使用可再生能源生产且成本可承受的绿色氢能。因此，可再生能源生产的快速增长和电解能力的大规模建设是实现真正可持续的氢能经济的先决条件。而我们已做好准备，支持这一转变。

全球向绿色氢能的转变对于向清洁能源转型和减少对化石燃料的依赖至关重要。绿色氢气在不同行业中的应用十分广泛，在交通运输领域也具有巨大潜力，再加上半导体在其生产中发挥的作用，它成为实现可持续未来的一种有希望的解决方案。

绿色氢能有望在冶金、水泥或供暖等许多能源消耗特别高的行业大规模取代化石燃料。在这两个行业也是如此：化工行业（例如塑料合成）和农业（例如化肥）。它们都将大量使用氢能。燃料电池氢能预计还将在交通运输领域的低碳化进程中发挥关键作用，例如用于铁路、卡车或船舶方面。在能源生产领域，太阳能、风能等可再生能源正大规模扩张。但它们的生产依赖于日光和天气条件，这就是为什么使用氢气作为能源存储介质的大规模储能方案也变得越来越重要。能源效率是所有这些领域的关键，半导体解决方案可确保在能源转换和传输过程中尽最大可能减少能源损失。

氢电解：工作原理

可再生能源与英飞凌高能效功率半导体的结合是大规模生产绿色氢能的关键杠杆。这就是为什么英飞凌在塑造绿色氢能经济发展方面发挥着决定性作用——无论在此过程中需要克服什么样的技术挑战。核心问题是：在利用绿色氢能推动向低碳化社会转型的过程中，哪些有意义的技术贡献能够助力其成功？作为风电和光伏逆变器功率半导体的领先制造商，英飞凌支持利用可再生能源发电，这是生产绿色氢能的关键。

基于功率半导体的氢能生产：大规模工业化生产绿色氢能只有借助功率半导体才能实现：它们使电解技术成为可能，这是生产氢能的一种主要方法，通过将水分解成基本成分来进行。在此，可再生能源和英飞凌高能效功率半导体的结合提供了重要的杠杆，因为生产绿色氢能的电解过程需要非常强的直流电（DC）。这意味着电网中的交流电（AC）必须首先借助英飞凌的高功率半导体转换为直流电。多个同步高功率开关可使系统综合性能达到50兆瓦以上。
优化能量传输，减少损耗：英飞凌功率半导体通过高效地将电网提供的交流电（AC）转换为直流电（DC），或通过调节与电解厂相连的太阳能发电厂的直流电，促进能源的高效输送。有鉴于此，英飞凌功率半导体不仅可以增加从太阳能电池阵列等获取的能量，还有助于最大限度地减少传输过程中的能量损耗。
绿色氢能的高效使用：英飞凌的解决方案能够在交通出行和运输等领域实现绿色氢能的高效使用。在此，我们的半导体元器件对于监控从燃料电池中的能源生产到驱动电机中的能量转换的过程链至关重要，并且在发生气体泄漏、短路、热失控等危险情况时将系统切换到安全状态。为此，英飞凌提供了必要的传感器（气体、压力、电流、速度）、用于监控电池和燃料电池的专用IC，以及专为安全关键型实时应用开发的广泛汽车微控制器产品组合。
半导体解决方案作为连接的支柱：与我们现代生活的大多数方面一样，无处不在的连接在绿色氢能的生产、传输和使用的所有领域都发挥着至关重要的作用。英飞凌用于Wi-Fi或蓝牙®等无线技术的半导体是许多超低功耗连接解决方案的支柱，这些解决方案仅使用最低的能量，即可实现最大安全性和最先进的可互操作通信服务。

了解有关氢电解器的更多信息！

交通运输中的氢技术

让我们更深入地探讨一下氢能在交通运输领域中的作用，因为该领域对于实现整体的二氧化碳减排目标至关重要。作为汽车半导体市场的领导者，我们已然成为电动汽车发展的关键推动者，并支持汽车行业走上零碳出行的道路。为了实现不同类型交通运输的低碳化，电池供电型电动汽车和基于氢能的燃料电池动力传动系统都将是不可或缺的。

第一批氢动力客运列车已经在欧洲投入运行，我们很快还将看到氢能在卡车等商用车领域的应用。总体而言，对于载重量较大、行驶距离较长的车辆，基于氢能的燃料电池的动力传动系统很可能成为首选方案，而电池驱动的动力传动系统将成为续航里程达400公里的轻型商用车和乘用车的主要解决方案。