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行業(yè)新聞

氫燃料汽車才是未來最好的解決方式嗎
發(fā)布時間:2017-12-02

氫燃料汽車才是未來最好的解決方式嗎

自從1886年第一輛汽車誕生以來,它給人們的生活和工作帶來了極大的便利.并經發(fā)展成為近現(xiàn)代物質文明的支柱之一

。但是,我們也應該看到
,在汽車產業(yè)高速發(fā)展的同時
,汽車也帶來尾氣污染。

燃油汽車尾氣中排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOX)以及對人體產生傷害的固體顆粒物

,尤其是含鉛汽油
,對人體的危害更大
。鉛在廢氣中呈微粒狀態(tài)
,隨風擴散,人長期吸入會產生鉛中毒
,引發(fā)癌癥等
。當然現(xiàn)在絕大部分國家已經禁止含鉛汽油的生產與銷售

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汽油主要由碳和氫組成

,汽油正常燃燒時生成二氧化碳、水蒸氣和過量的氧等物質
。就算正常燃燒后的二氧化碳
,也正是溫室效應的元兇之一,更且因為燃料中含有其他雜質和添加劑
,且燃料常常不能完全燃燒,其中HC,CO,NOX以及顆粒物就是沒有燃燒徹底
,或者催化劑反應不全的有害物質

據(jù)國家環(huán)保總局提供的數(shù)據(jù)

,我國機動車年消耗油料4500萬噸
,尾氣排放除產生CO、碳氫化合物和氮氧化物外.柴油車還排放有致癌作用的細微顆粒物
,如PM2.5等。預計到2020年
,CO和氮氧化物的排放量將分別達到8 000萬噸和900萬噸
,與60年代美國光化學煙霧時的污染水平相當。

氫燃料汽車才是未來最好的解決方式嗎?

所以現(xiàn)在各大汽車廠家都在大力發(fā)展新能源汽車,其中又以電動汽車為主

,電動汽車不像傳統(tǒng)燃油汽車排放有污染的尾氣
,所以被稱為綠色能源,低碳
、環(huán)保。但是很多人會質疑
,電動汽車的電能大部分是靠燃燒煤礦原料的火電站來獲得的
。的確如此
,但是有較好的解決方案。

如果電動汽車的普及帶動發(fā)電量的劇增

,火電站可以投入大量的資金
,設備來集中整治排放污染物,如CO2
、NOx、CO顆粒物等
,而燃油汽車分布在世界各地
,是無法集中處理的,這一點是電動汽車的優(yōu)勢
,第二就是大力發(fā)展可再生能源獲取電能
,如風能
,太陽能等,如果使用可再生能源來獲取電能
,就是真正意義上的綠色能源

所以這兩者相加

,靠火電站集中處理污染物之后獲取的電能加上不斷發(fā)展的可再生能源獲取的電能來驅動汽車行駛是解決目前環(huán)境污染
,以及石油等能源危機最好的方法。

氫燃料汽車才是未來最好的解決方式嗎?

新能源汽車中以純電動汽車居多

。如果要把電動汽車全面推廣
,不得不考慮如下問題:

1

、電池的續(xù)航問題
電動汽車的領跑者特斯拉Models 100D單次充滿電之后行駛了約1078公里
,這款車打破了同款車型續(xù)航世界紀錄,雖然這項紀錄是在試驗條件下完成的
,但這對提高人們對電動汽車續(xù)航能力的認知有著重大的意義。

2

、充電時間因為傳統(tǒng)的燃油汽車加滿一箱油的時間就5分鐘左右,然而目前的快速充電樁都是安裝在公共場合
,使用380V的充電器
,也要在1-2小時左右只充上50%-60%的電量
,想做到5分鐘之內充滿80%的電量是不現(xiàn)實的
,電池組均衡技術、電能的輸配技術
、散熱技術目前就是瓶頸
,無法做到
。這一點是很多顧客不選擇充電式電動車的原因。

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3

、充電站普及
,當然這一點可以依靠國力來解決
其中第二個問題,目前大多數(shù)鋰電池電動汽車無法解決
,是制約常規(guī)電動汽車發(fā)展的瓶頸
,但是燃料電池技術就很好的解決了此問題。

例如豐田

,豐田采用的一套燃料電池技術
,雖然也是帶著“電池”兩個字,但其實它不是能充放電的普通電池
,而是一套發(fā)電設備
,此燃料電池的燃料—氫?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">;瘜W課中
,大家都知道,單獨的氫原子是非常強的還原劑
,自然界中只有在極端環(huán)境中才會存在被電離的單獨的氫原子
,而兩個氫元素結合在一起便成了氫氣
,這種穩(wěn)定的物質才能當做燃料

在傳統(tǒng)的認知中,氫氣與氧氣能夠發(fā)生劇烈化學反應—燃燒

,并生成唯一的產物水,其中釋放出大量的熱量
。這就是氫內燃機的工作原理
,但由氫能轉化成熱能的方式,不僅能源轉換效率低
,氫燃料很快耗盡
,而且安全性方面也很難保證。

氫燃料汽車才是未來最好的解決方式嗎?

那么

,豐田是如何做到兼顧安全
,同時提高能效的呢?那便是在一個完全不產生任何“燃燒”的可控的化學反應過程中
,將氫能轉化成電能。將氫氣作為還原劑
,而空氣中的氧則承擔了氧化劑
,氫氣將電子釋放給氧氣,生成唯一的產物水
。這樣一來
,魚和熊掌終能兼得了

而在這個過程中,電子發(fā)生了轉移

,而這種轉移就是我們所說的電流
,有了電流就可以驅動電動機產生動力

豐田從1992年就開始研究這套燃料電池的技術

,在進行了不斷的研發(fā)和改進后
,豐田的燃料電池的發(fā)電效率到達了業(yè)界頂峰,并與2014年生產出真正能夠量產和實用化的燃料電池汽車—MIRAI
,而它也成為全世界第一款量產的燃料電池汽車

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MIRAI采用了創(chuàng)新的氫能源,相比傳統(tǒng)的依靠充電的純電動汽車來說

,MIRAI最大優(yōu)勢就是自己發(fā)電
,而且補充氫氣與加油一樣方便,只需要3分鐘便可以充滿
,充滿一次可以行駛650公里。這就很好的解決了鋰電池電動汽車充電時間慢的技術難題

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今年10月份全新奔馳Ener-G-Force 概念車將采用氫氣作為燃料,借助 “hydro-tech converter”可再生資源轉換技術

,將水轉化為氫燃料
,進而轉換為能量儲存至氫燃料電池中
,我暫把這種技術作為氫燃料電池的升級版。

因為它自帶轉化裝置

,車頂部裝備有蓄水池
,可將再生水轉化為氫燃料
,并轉換為能量存儲至氫燃料電池組中
。車輛通過動力強勁的四個電動機驅動,續(xù)航里程可達到約800公里

小結

不過

,最關鍵的問題是,氫燃料汽車還有多久量產
?能否量產?要知道燃料電池車是新能源汽車里發(fā)展最慢的一類
。像通用和本田這樣的車企間的聯(lián)盟,他們在推動燃料電池車的發(fā)展上應該會起非常重要的作用
。無論是歐洲還是日本
、韓國、美國
,都紛紛把燃料電池車發(fā)展的目標制訂出來,特別是基礎設施——加氫站的建設目標也有非常好的規(guī)劃

2015 年

,德國加氫站的分布非常稀疏,到 2020 年便要開始成片
,他們計劃到 2030 年整個德國加氫設施要連成非常完整的網絡
,大概有 1000 多座加氫站要建立起來。所以氫燃料電池汽車量產或許只是時間的問題


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