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汽车电池期待突破 无污染时代未到来

发布者:阿强来源:

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核心提示:在汽车行业,氢动力汽车已经燃烧了几十年,但是总是雷声大雨点小。然而,根据本田、现代和丰田等汽车公司在洛杉矶和东京车展上的声明,氢动力汽车将从2014年春季开始出现在主要车展上。 根据电池新闻,清洁汽车是这个行业的新贵。随着各种新能源汽车的出现,一个全新的汽车时代似乎即将到来。但事实上,一些所谓的零排放汽车可能比传统汽车更脏,汽车制造商只是期待一个自夸的未来。 氢能并不比旧汽车更清洁[h/]哪里有汽车工程师,你就会听到氢是未来汽车燃料的声音。在汽车工业中,氢动力汽车已经燃烧了几十年,但是总是雷声大雨点小。然而,根据本田、现代和丰田等汽车公司在洛杉矶和东京车展上的声明,氢动力汽车将从2014年春季开始出现在主要车展上。这似乎表明氢动力汽车的时代即将到来。 作为一种运输燃料,氢不像汽油、柴油、煤油和天然气等所有碳氢燃料那样含有碳,因此在燃烧时不会产生以碳为主要成分的温室气体,至少在发动机中不会。[/h/它们对空气体质量的损害甚至超过了二氧化碳等温室气体。 正因为如此,该行业从未热衷于改造内燃机和使用氢作为燃料的想法,尽管这种动力转换比选择其他清洁能源更便宜。 德国宝马汽车公司(BMW Motor Company)曾经生产过几款氢动力超级跑车,结果证明,在采用催化尾气净化器之前,它们并不比老爷车更清洁。 研究需要突破 因此,该行业将注意力转向了燃料电池。 燃料电池无需燃烧就能从氢气中提取化学能。其原理类似于电解的反作用:两种气体通过电化学处理合成水,并产生电流。在这个过程中,燃料电池只释放水蒸气和热量。目前,最简单的燃料电池是质子交换膜,简称pem。 本质上,燃料电池动力汽车是一种电动汽车,它装有可以充氢的燃料箱,但没有笨重的电池,其功率是内燃机的三到四倍。它解决了长期困扰电池驱动汽车的两个主要问题:续航里程有限和充电时间长。最新数据显示,一箱氢气可以驱动一辆燃料电池汽车行驶480公里,而装满一箱氢气只需要5分钟。像电池驱动的汽车一样,它被归类为零排放汽车。 燃料电池的另一个吸引力是不断降低成本。到目前为止,该行业已经在锂电池技术研究上投资了数十亿美元,但始终难以取得突破,而且成本一直保持在每千瓦2000美元左右。 燃料电池起初超越了它。2007年,本田以每千瓦3500美元的价格推出了一款燃料电池汽车c . larity。难怪本田只生产了200辆原型车供公众试用。 然而,在过去的几年里,制造商不断改进他们的技术,现在成本已经降低到每千瓦1500美元;如果大规模生产,预计将降至每千瓦不到50美元,相当于普通内燃机的消耗量。阻碍燃料电池发展的另一个瓶颈是催化剂。pe m中的电解质使用铂和钯作为催化剂,这是昂贵的。如果能找到一种廉价的替代品,并且氢燃料中的杂质不会影响电化学效应,这无疑将有助于燃料电池的大规模推广。有人用铁代替铂和钯作为催化剂,虽然已经取得了一些成果,但其活性仍不理想。 也许,我们还可以尝试提高铂和钯的活性,从而降低整体用量,并推动燃料电池走向市场。 目前,这些研究正在进行中,有望在2020年前取得突破。 零排放:一个遥远的梦想? 然而,上述描述不足以证明燃料电池发电的诱人时代即将到来。首先,氢燃料的供应是个问题。目前,美国大约有100个氢充电站,其中只有十几个向公众开放,其余的由工业、军事、政府机构和研究机构拥有,仅供内部使用。加州政府批准了一项计划,在未来10年内花费2000万美元为公众建造100多个氢充电站。据预测,如果氢充电站也在美国其他地方铺设,将花费至少200亿美元。根据另一项研究,如果你想让氢充电站像加油站一样密集,它将花费5000亿美元。 另一个问题是氢气的提取。目前,氢气主要由天然气和水蒸气提取,这不是特别环保。根据美国国家可再生能源实验室的数据,科罗拉多州一家联邦机构每生产一千克氢气,就会产生11.9千克二氧化碳。 2007年本田公司推出的燃料电池驱动汽车c larity,每千克氢可行驶109公里,也就是说,每公里可产生280克二氧化碳。 相比之下,一辆燃烧柴油的小型大众汽车每公里产生232克二氧化碳,一辆装有汽油-电力混合动力的丰田普锐斯每公里产生267克二氧化碳,两者都比清晰度更环保。 的确,矿物燃料在采矿、提炼和运输过程中也会产生二氧化碳,但在内燃机中燃烧碳氢化合物正变得越来越清洁,传统汽车排放物中的污染物正在稳步减少。这些进步给所谓的零排放汽车带来了压力。 如果要实现零排放,就必须使用昂贵的电解质进行水处理,而不是通过廉价手段将天然气转化为蒸汽。 用于将水分解为氢气和氧气的电力还应确保在生产过程中不会产生温室气体。满足这一要求的唯一途径是严格依赖可再生能源,如风能、太阳能和核能。不幸的是,可再生能源目前并不流行。 由于缺乏清洁电力,电动汽车和氢动力汽车最终可能成为比汽油和柴油动力汽车更严重的污染源。汽车制造商希望政策制定者能够意识到这一点,而不是盲目推广所谓的零排放汽车。

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