氫能源汽車有哪些優(yōu)點(diǎn)？電池堆的工作原理是什么？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-29 22:02
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最近關(guān)于"水氫發(fā)動(dòng)機(jī)"的報(bào)道引爆了輿論，只需要加水就可以跑500千米，如果是轎車的話可以跑1000千米，這可以算的上是改變世界技術(shù)史的大成果啊，南陽(yáng)一下子成了"河南瓦坎達(dá)"了？網(wǎng)友們紛紛質(zhì)疑這種"改寫能量守恒定律"的新能源汽車，其實(shí)是新版"水變油"騙局。
龐青年可謂是用畢生演技在給全國(guó)人民復(fù)習(xí)了一遍物理、化學(xué)知識(shí)，盡管他一再解釋"水氫"汽車不單單是加水，還需要某種特殊催化劑。但是相關(guān)專家表示原理就是鋁合金材料的水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。但是如果龐青年要以此來(lái)設(shè)立項(xiàng)目，真正投入使用是不現(xiàn)實(shí)的。不過(guò)水分解氫雖然難以實(shí)現(xiàn)，但是，如果能直接采用氫氣作為能量的來(lái)源，倒是有人走在了我們的前面。
那就讓我一起來(lái)看看能否在他們的身上學(xué)習(xí)到關(guān)于氫能源合理利用的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？早?992年，愛(ài)搗鼓汽車的豐田人，就組成了幾個(gè)人的"興趣小組"，開始研究氫能源。距今為止，豐田汽車公司研制氫能源已經(jīng)有20多年的歷史。下面就讓我們看看他們?cè)?a href="http://www.pdszhhs.com/">氫燃料電池車方面研究的成果。2014年12月，技術(shù)與安全性能相當(dāng)成熟的氫能源汽車"Mirai"，正式推向市場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。
豐田Mirai最大的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)就是它的燃料電池系統(tǒng)，這套系統(tǒng)有著很高的技術(shù)含量。整套燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)包括燃料電池堆、高壓儲(chǔ)氫罐、升壓變頻器、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力控制單元等等。系統(tǒng)的工作原理是氫和氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電能，然后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行?；瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的排放物是水，保證了絕對(duì)零污染。我們可以把它理解成增程式電動(dòng)汽車，只不過(guò)增程器由內(nèi)燃機(jī)變成了燃料電池堆。
燃料電池堆并不是電池，而是發(fā)電設(shè)備。電池堆的工作原理是什么？這顯然超出了一般人能夠理解的范疇。通俗一點(diǎn)說(shuō)就是氫氣被分解成氫離子和電子，并在多層膜的作用下分離，電子的運(yùn)動(dòng)形成了電流。這套系統(tǒng)也是需要催化劑的——鉑，不過(guò)鉑金尚屬稀缺資源，價(jià)格高昂，因此即便目前氫燃料售價(jià)相對(duì)低廉，但在經(jīng)過(guò)鉑催化后，售價(jià)也不再具有經(jīng)濟(jì)性。
現(xiàn)階段在費(fèi)用方面，由于還沒(méi)有形成規(guī)模效應(yīng)，所以在使用成本方面并無(wú)優(yōu)勢(shì)。根據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，在日本，加氫的費(fèi)用方面，以100km/kg的燃效來(lái)計(jì)算，百公里費(fèi)用約合70人民幣，與油耗10L/100km的燃油車相當(dāng)。但是從環(huán)保的角度來(lái)看，燃料電池零排放無(wú)污染，氫氣的來(lái)源也很環(huán)保，主要是工業(yè)廢氣和風(fēng)力發(fā)電電解水制氫。
在氫氣的運(yùn)輸，儲(chǔ)存方面，我們也有值得學(xué)習(xí)的地方。由于氫氣是密度最小的氣體，必須經(jīng)過(guò)壓縮才方便儲(chǔ)存，否則體積過(guò)大會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)用性。在氫氣制備完成后，需要壓縮、灌裝，然后運(yùn)輸?shù)郊託湔尽錃獾倪\(yùn)輸也是整個(gè)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中的關(guān)鍵一環(huán)。運(yùn)輸車的儲(chǔ)氫罐壓力為45MPa，相比Mirai上70MPa的儲(chǔ)氫罐，成本會(huì)低不少。圖中日本的這輛運(yùn)輸車一次可以裝載24.3kg的氫氣。
在安全性方面，由于氫氣具有可燃性，在空氣中點(diǎn)燃可能發(fā)生爆炸。所以安全性也相當(dāng)?shù)闹匾?，這一方面，豐田通過(guò)優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)保護(hù)了儲(chǔ)氫罐，在80km/h的追尾試驗(yàn)中，儲(chǔ)氫罐依然能夠保持完好。加氫口位于車身的左后方，最高可以承受87.5Mpa的加注壓力。配合專業(yè)的加氫設(shè)備，Mirai的2個(gè)儲(chǔ)氫罐可以儲(chǔ)存約5kg的高壓氫氣。充滿之后，5kg的氫氣可以驅(qū)動(dòng)Mirai行駛483KM。
龐青年可謂是用畢生演技在給全國(guó)人民復(fù)習(xí)了一遍物理、化學(xué)知識(shí)，盡管他一再解釋"水氫"汽車不單單是加水，還需要某種特殊催化劑。但是相關(guān)專家表示原理就是鋁合金材料的水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。但是如果龐青年要以此來(lái)設(shè)立項(xiàng)目，真正投入使用是不現(xiàn)實(shí)的。不過(guò)水分解氫雖然難以實(shí)現(xiàn)，但是，如果能直接采用氫氣作為能量的來(lái)源，倒是有人走在了我們的前面。
那就讓我一起來(lái)看看能否在他們的身上學(xué)習(xí)到關(guān)于氫能源合理利用的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？早?992年，愛(ài)搗鼓汽車的豐田人，就組成了幾個(gè)人的"興趣小組"，開始研究氫能源。距今為止，豐田汽車公司研制氫能源已經(jīng)有20多年的歷史。下面就讓我們看看他們?cè)?a href="http://www.pdszhhs.com/">氫燃料電池車方面研究的成果。2014年12月，技術(shù)與安全性能相當(dāng)成熟的氫能源汽車"Mirai"，正式推向市場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。
豐田Mirai最大的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)就是它的燃料電池系統(tǒng)，這套系統(tǒng)有著很高的技術(shù)含量。整套燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)包括燃料電池堆、高壓儲(chǔ)氫罐、升壓變頻器、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力控制單元等等。系統(tǒng)的工作原理是氫和氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電能，然后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行?；瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的排放物是水，保證了絕對(duì)零污染。我們可以把它理解成增程式電動(dòng)汽車，只不過(guò)增程器由內(nèi)燃機(jī)變成了燃料電池堆。
燃料電池堆并不是電池，而是發(fā)電設(shè)備。電池堆的工作原理是什么？這顯然超出了一般人能夠理解的范疇。通俗一點(diǎn)說(shuō)就是氫氣被分解成氫離子和電子，并在多層膜的作用下分離，電子的運(yùn)動(dòng)形成了電流。這套系統(tǒng)也是需要催化劑的——鉑，不過(guò)鉑金尚屬稀缺資源，價(jià)格高昂，因此即便目前氫燃料售價(jià)相對(duì)低廉，但在經(jīng)過(guò)鉑催化后，售價(jià)也不再具有經(jīng)濟(jì)性。
現(xiàn)階段在費(fèi)用方面，由于還沒(méi)有形成規(guī)模效應(yīng)，所以在使用成本方面并無(wú)優(yōu)勢(shì)。根據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，在日本，加氫的費(fèi)用方面，以100km/kg的燃效來(lái)計(jì)算，百公里費(fèi)用約合70人民幣，與油耗10L/100km的燃油車相當(dāng)。但是從環(huán)保的角度來(lái)看，燃料電池零排放無(wú)污染，氫氣的來(lái)源也很環(huán)保，主要是工業(yè)廢氣和風(fēng)力發(fā)電電解水制氫。
在氫氣的運(yùn)輸，儲(chǔ)存方面，我們也有值得學(xué)習(xí)的地方。由于氫氣是密度最小的氣體，必須經(jīng)過(guò)壓縮才方便儲(chǔ)存，否則體積過(guò)大會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)用性。在氫氣制備完成后，需要壓縮、灌裝，然后運(yùn)輸?shù)郊託湔尽錃獾倪\(yùn)輸也是整個(gè)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中的關(guān)鍵一環(huán)。運(yùn)輸車的儲(chǔ)氫罐壓力為45MPa，相比Mirai上70MPa的儲(chǔ)氫罐，成本會(huì)低不少。圖中日本的這輛運(yùn)輸車一次可以裝載24.3kg的氫氣。
在安全性方面，由于氫氣具有可燃性，在空氣中點(diǎn)燃可能發(fā)生爆炸。所以安全性也相當(dāng)?shù)闹匾?，這一方面，豐田通過(guò)優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)保護(hù)了儲(chǔ)氫罐，在80km/h的追尾試驗(yàn)中，儲(chǔ)氫罐依然能夠保持完好。加氫口位于車身的左后方，最高可以承受87.5Mpa的加注壓力。配合專業(yè)的加氫設(shè)備，Mirai的2個(gè)儲(chǔ)氫罐可以儲(chǔ)存約5kg的高壓氫氣。充滿之后，5kg的氫氣可以驅(qū)動(dòng)Mirai行駛483KM。
