用于各种应用的氢和燃料电池的研究和开发持续增长。虽然目前在高速公路领域有很多工作正在进行，特别是氢被视为长途应用的更好选择，但在非高速公路行业也有发展努力。
2020年7月，JCB宣布开发了一款氢动力挖掘机．这台重达20吨的220X挖掘机原型机由氢燃料电池驱动，目前正在该公司的采石场进行测试。JCB董事长班福德勋爵(Lord Bamford)在公司关于原型机的新闻稿中表示:“JCB将继续开发和完善这项技术，对我们的原型机进行先进的测试，我们将继续站在构建零碳未来的技术前沿。”
建筑设备制造商三一重工于2021年3月宣布两辆氢燃料电池汽车已经下线一辆自卸卡车和一辆搅拌车。该公司表示，使用氢气的主要好处是没有排放——热量和水蒸气是氢气唯一的排放。
三一重工表示，这些新车还提供了其他好处，包括与大扭矩驱动电机和AMT变速箱结合使用的大功率燃料电池堆增加了动力。此外，使用总容量为1680升(443.8加仑)的氢气瓶，可以实现更长的行驶距离，确保行驶里程超过500公里(310.7英里)。
康明斯公司(Cummins Inc.)也在努力推进氢和燃料电池技术。11月，该公司举办了氢能日，概述了该领域目前和未来的计划。康明斯董事长兼首席执行官Tom Linebarger表示，“康明斯有一个不可思议的机会，可以继续在氢生产和燃料电池技术方面建立强大的业务，为降低排放和保护我们的地球做出贡献。”
在发布会上，他表示，康明斯相信氢将在脱碳工作中发挥关键作用，因为它具有许多优点，如重量轻、易于储存和能够提供单位质量的高能量。他说:“它为长途运输、航运和工业过程等能源密集型行业脱碳提供了途径。”
JCB正在采石场测试其20吨氢动力挖掘机。
杰西博
技术和应用正在扩大
根据康明斯的说法，该公司在氢燃料电池和燃料电池的开发方面主要集中在三个关键领域:
- 绿色氢的生产
- 氢的管理和运输
- 氢燃料电池的应用。
该公司有几个与这些开发领域相关的正在进行的项目。康明斯目前在各种公路上和非公路上安装了2000多台燃料电池，其中包括与挪威主要杂货批发商ASKO合作的商业卡车业务。康明斯还将在不同地区开展更多采用燃料电池技术的示范项目，因为各行业都希望熟悉这项技术。
康明斯的氢开发工作主要集中在三个领域，包括用于生产氢的电解槽技术。
康明斯公司。
康明斯最近还宣布，它与液化空气集团完成了世界上最大的质子交换膜(PEM)电解槽的建造和调试，该电解槽用于产生氢气。它由可再生能源供应，并在Bécancour, Québec每天生产高达8.2吨的低碳氢。
康明斯非公路业务总监Jeremy Harsin表示:“我们认为电池电力和氢燃料电池是零排放动力系统的补充技术。“没有放之四海而皆准的解决方案。”
由于充电基础设施的限制和所需电池的尺寸，以及较高的成本，氢气适用于利用率高、能源需求大的设备。大型设备所需的长时间充电也可能是一种威慑。“对于更重的负载循环，燃料电池将提供更大的灵活性和更高的机器利用率。它们非常适合重载和长时间工作轮班，快速加油，没有二氧化碳排放，”Harsin解释道。“电动汽车更适合于小型设备，特别是用于租赁。”
与柴油或天然气相比，氢气的能量密度更高。一公斤氢气的一般能量相当于3公斤柴油。因此，与柴油或天然气相比，氢气将能够用更少的燃料为汽车提供同样的距离。
Harsin表示:“在未来5-10年内，燃料电池的应用将是逐步的，因为它不仅在环境上可行，而且在操作和经济上对oem和运营商都是可行的。”
DEUTZ还认为氢是一种有利于重型应用的技术。报告指出，快速加油的能力可以提高二氧化碳的利用率2)自由运作，降低终端用户的整体总拥有成本。
公司是目前正在开发基于TCD7.8工业发动机的氢发动机这款产品被称为7.8TCH。医生-呃。马库斯Schwaderlapp,DEUTZ研发高级副总裁表示，该公司计划在2021年底前与试点客户建立一个氢发电机组，作为氢发动机技术的示范。
在这个应用中，氢动力发电机将能够提供CO2Schwaderlapp说，为能源需求高峰提供免费电力，以及为使用电力驱动机械的建筑工地等远程能源供应。
道依茨还看到了该发动机在机车和其他应用中取代柴油的潜力。施瓦德拉普说:“我们在所有移动机械中都看到了氢发动机，它们需要高性能和高度的自主性。”
该公司还在评估燃料电池的开发，但认为氢发动机更接近于非公路应用的工业化。
道依茨目前正在开发一款基于TCD7.8工业发动机的氢发动机，称为7.8TCH。
道依茨公司
测试显示了氢的潜力
2021年3月，西港燃料系统公司宣布成功启动和初步试验使用高压直接喷射(HPDI) 2.0系统运行的重型氢内燃机。初步测试表明，氢燃料发动机在重载应用中可以提供与燃料电池相当的燃烧和效率。
“原始设备制造商和其他厂商有可能避免新的重大投资，以开发和制造与重型长途燃料电池电动汽车产品提案相关的燃料电池、电动机和电池，同时利用现有的供应链、制造业投资、基础设施和规模经济，这是非常令人兴奋的。”Westport Fuel Systems公司工程副总裁Scott Baker在公司新闻发布会上宣布了初步测试结果。
该公司认为，这项技术可能有利于重型卡车和其他高负荷应用，如采矿、海洋和铁路。
今年5月，戴姆勒卡车宣布已经开始进行严格的测试梅赛德斯-奔驰GenH2卡车的最新版本，这是一款氢燃料电池汽车的原型。据该公司称，这一系列测试对车辆和部件的要求非常高，重点是连续操作、不同的天气和路况，以及各种驾驶操作。
戴姆勒燃料电池技术的目标是在不停车加油的情况下行驶1000公里(621.4英里)或更远。该公司希望确保其燃料电池卡车能提供与柴油卡车类似或更好的性能，这意味着要确保它能提供类似的续航里程和耐用性。戴姆勒表示，它将对这款卡车进行与柴油动力卡车同样严格的测试。
GenH2是从头开始设计的，包括全新的组件——燃料电池系统、全电动动力系统和相关系统。这些将在测试中特别关注，因为新部件的重量和在卡车中的位置会影响其操纵性能，从而影响车辆和操作员感受到的力和振动。
戴姆勒在GenH2的测试中使用了气态氢罐。然而，该公司认为液氢是更好的选择，因为液氢比气态氢的能量密度更高。戴姆勒表示，这将导致使用更小、更轻的油箱，因为压力更低，卡车可以装载更多的货物。这些油箱还可以携带更多的氢气，有助于确保更长的行驶里程。
该公司正在开发液氢罐技术，并计划在2021年底之前拥有新的原型系统。然后，它将使用液氢罐进行测试，使其能够演示气态和液态两种选择的使用。
梅赛德斯-奔驰GenH2卡车从头开始设计，采用全新的组件。
戴姆勒公司(Daimler AG)
还有什么挑战?
Schwaderlapp说，氢气的产生、储存和基础设施是目前市场面临的一些主要挑战。和戴姆勒一样，DEUTZ认为使用液氢是最有益的。他还指出，需要开发智能解决方案，将氢存储系统打包到车辆中。
“车载存储是氢能源的关键组成部分，”Harsin说。他解释说，为了储存足够的氢气以满足占空比要求，需要通过压缩或液化将氢气收缩到一个狭窄的空间。因此，康明斯正在投资存储技术。该公司最近宣布与NPROXX成立合资企业，为氢气和压缩天然气提供储存罐。
Harsin还提到了燃料电池、电池、动力系统和燃料存储之间相互作用的集成、配置和改进的挑战，以及康明斯的能力。“理解和调整整个动力系统将是未来发展的关键。这一领域涵盖了将发动机动力转化为运动的每一个组件，康明斯可以充分利用我们对所有相互作用的组件和不同工作要求的深厚经验和理解，为不同行业服务。”
康明斯的杰里米•哈辛表示:“对于更重的工作周期，燃料电池将提供更大的灵活性和更高的机器利用率。”
康明斯公司。
基础设施仍将是一个挑战。即使目前有许多增加氢燃料的项目，这也需要时间和资源来开发。Harsin说，采用氢燃料可能会开始在一些可以集中加油的市场，比如在家庭基地操作，或者靠近大型氢燃料中心，那里有负担得起的可再生能源。
成本也是一个需要克服的障碍。哈辛说，燃料电池和氢燃料的成本预计至少在5-10年内高于内燃机。然而，他表示，由企业或政府推动的绿色倡议可能会迫使人们更快地转向氢燃料。在机场、配送中心和港口运营市政机械或设备的车队客户也可能给原始设备制造商带来压力，要求他们提供氢解决方案，因为他们希望减少排放。
Harsin说:“电池电力将很难满足所有应用的负载循环需求，尤其是大型应用。”“氢气可以提供一种解决方案，既能高效工作，又能满足零排放的要求。”
他说，总的来说，氢燃料解决方案的总拥有成本必须与内燃机相比具有竞争力。我们必须看到电解槽和燃料电池设计的持续改进，以提高效率水平，并通过规模降低成本。”
就像电池技术一样，随着时间的推移，体积的增加将推动规模，并有助于降低成本。Harsin说:“随着氢气生产、分配、设备和部件制造的不断扩大，预计未来10年，氢气在广泛应用领域的成本将会下降，这将使氢气与内燃机相比具有竞争力。”
“为了实现全球脱碳的目标，需要在相当短的时间内运输大量能源，”施瓦德拉普说。“通过风能或太阳能进行高效可再生能源种植的地区通常远离主要能源消费者。运输这种能量最有效的方法是使用化学载体。在我们看来，氢是这个载体的明显选择。因此，它成为了电子燃料链条上的第一个环节。
他总结道:“因此，我们预计全球范围内氢气的可用性将迅速增加，因此，在这个十年中，对氢动力系统的需求已经很高。”
丰田的燃料电池模块包括燃料电池堆以及处理空气供应、冷却、氢气供应和动力控制的组件。
丰田汽车公司
