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0512-58588966隨著環(huán)保法規(guī)的升級,新能源車受到了各家車企的追捧,除了眼前的電動(dòng)車盡享風(fēng)光外,充滿未來感的氫燃料汽車也是部分車企攻關(guān)的重點(diǎn)。在氫燃料汽車全面到來之前,我們不妨對氫燃料汽車提前多些了解。
氫燃料汽車不管帶有多少黑科技,但終究是一臺(tái)“車",所以除動(dòng)力系統(tǒng)外,與現(xiàn)在成熟度相對較高的電動(dòng)車沒太多實(shí)質(zhì)性差別,也就是說氫燃料汽車的*之處是在于氫燃料電池,和與之相匹配的是氫燃料的儲(chǔ)存。我們就看看氫燃料電池是如何工作和氫燃料如何實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)運(yùn)的。
原理是氫氧結(jié)合生成水 真正實(shí)現(xiàn)*
目前質(zhì)子交換膜燃料電池是受眾廣的技術(shù)路線,因?yàn)槠湓诠ぷ鬟^程中不涉及氫氧燃燒,能量轉(zhuǎn)化率高、工作過程無污染、可模塊化發(fā)電,可靠性高、工作無噪音等優(yōu)點(diǎn)。
質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理如下:
電池工作時(shí),向氫電極供應(yīng)氫氣,同時(shí)向氧電極供應(yīng)氧氣。氫、氧氣在電極上的催化劑作用下,通過電解質(zhì)生成水。這時(shí)在氫電極上有多余的電子而帶負(fù)電,在氧電極上由于缺少電子而帶正電。接通電路后,反應(yīng)過程就能連續(xù)進(jìn)行。
工作時(shí)向負(fù)極供給燃料(氫),向正極供給氧化劑(氧氣)。氫在負(fù)極上的催化劑的作用下分解成正氫離子和電子。氫離子進(jìn)入電解液中,而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上,氧氣同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。
兩電極的反應(yīng)分別為:
總反應(yīng)為:
多種儲(chǔ)存方式 各有利弊
氫燃料以何種形態(tài)裝載汽車上是個(gè)大問題,安全性能、能源密度等都是評價(jià)其性能的重要指標(biāo)。目前,氫燃料的儲(chǔ)存方法大體可以分為三種,即高壓儲(chǔ)氫法、液態(tài)儲(chǔ)氫法和固體儲(chǔ)氫法。
高壓儲(chǔ)氫法
高壓儲(chǔ)氫法,也稱為氣態(tài)儲(chǔ)氫法,是將氫氣加壓儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫容器內(nèi),形式上和天然氣車CNG氣瓶類似。優(yōu)點(diǎn)是在三種儲(chǔ)氫方式中成本低,儲(chǔ)氫密度較大,缺點(diǎn)是安全性較低。
液態(tài)儲(chǔ)氫法
液態(tài)儲(chǔ)氫法是在20.28K(-252.77攝氏度)的超低溫下將氫氣液化,然后儲(chǔ)存在低溫容器內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫密度大,缺點(diǎn)是成本高,附屬系統(tǒng)龐大,故不適合做車載容器。
固體儲(chǔ)氫法
納米儲(chǔ)氫模型
固體儲(chǔ)氫法,是利用固體對氫氣的物理吸附或化學(xué)反應(yīng)等作用,將氫儲(chǔ)存于固體材料中。固態(tài)儲(chǔ)存一般可以做到安全、高效、高密度,是氣態(tài)儲(chǔ)存和液態(tài)儲(chǔ)存之后,有前途的研究發(fā)現(xiàn)。目前常見固體儲(chǔ)氫方式有合金儲(chǔ)氫、納米儲(chǔ)氫等。優(yōu)點(diǎn)是安全穩(wěn)定,缺點(diǎn)是成本過高。
目前,氫的制取、儲(chǔ)存和攜帶成本高、基建設(shè)施投資大等問題困擾著氫燃料汽車的前進(jìn)之路,近來豐田、現(xiàn)代等車企發(fā)布了燃料電池汽車可以說在新能源的路上取得了階段性進(jìn)步。不過,從大范圍來說,燃料電池汽車還處于探索階段,要使其形成規(guī)模,還有許多技術(shù)難題需要解決。
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