漲知識(shí)｜正兒八經(jīng)的氫能車是怎樣的？氫燃料電池的原理是什么

時(shí)間:2019-05-28 09:27來(lái)源:澎湃新聞 作者:徐路易 李九畹
點(diǎn)擊: 次
       河南南陽(yáng)“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)”事件的發(fā)酵，讓人們?cè)俅侮P(guān)注到了氫能源。所謂的“氫能車”究竟是什么？它與燃油車、電動(dòng)車有什么不同呢？
 
       目前，所謂“氫能車”指的就是氫燃料電池車。但與鋰離子電池不同，氫燃料電池實(shí)際上是一種氫與氧的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的裝置。這一化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物只有水，不會(huì)像燃油車等排放碳氧化物、氮氧化物和硫氧化物等物質(zhì)，因此氫氣被認(rèn)為是可以實(shí)現(xiàn)“零排放”的能源。
 
       中科院大連化學(xué)物理研究所研究員、中國(guó)工程院院士衣寶廉曾提到，氫燃料電池車和普通燃油車的結(jié)構(gòu)非常相似，只是把燃油車的油箱換為儲(chǔ)氫罐，把燃油車的內(nèi)燃機(jī)換為燃料電池的電動(dòng)機(jī)�？梢园褮淙剂想姵剀嚳醋魇亲詭淙剂习l(fā)電機(jī)的電動(dòng)車。
 
       與電動(dòng)車充電不同，氫燃料電池車的加氫過程與燃油車的加油過程相似，一般需要3-5分鐘，氫燃料電池車的續(xù)航里程與燃油車也類似，大約在400-600公里左右。
 
       燃油車是通過汽油的燃燒釋放化學(xué)能，轉(zhuǎn)化為車子的動(dòng)能。與燃油車不同，氫燃料電池中發(fā)生的并不是燃燒反應(yīng)，而是氧化還原反應(yīng)過程中，電子發(fā)生了遷移。在燃料電池中，陰陽(yáng)極被電解質(zhì)分開，導(dǎo)電離子在將陰陽(yáng)極分開的電解質(zhì)內(nèi)遷移，電子則在外電路移動(dòng)形成電流。在這一過程中，化學(xué)能被轉(zhuǎn)化為了電能。
       在這一化學(xué)反應(yīng)過程中，催化劑亦是重要的一環(huán)。目前氫燃料電池車主要使用的催化劑為鉑金，價(jià)格較為昂貴。以率先實(shí)現(xiàn)氫燃料電池車量產(chǎn)的豐田Mirai為例，到2017年末一輛車的用鉑量在20克左右。
 
       另一方面，被譽(yù)為“氫能車之父”的豐田汽車公司專業(yè)合伙人、日本九州大學(xué)國(guó)際碳中性能源研究所客座教授廣瀨雄彥也曾表示，廣義的“電動(dòng)車”包括純電動(dòng)汽車，插電式混合動(dòng)力汽車，也包括氫燃料電池車。
 
       這是因?yàn)�，氫氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能后，氫燃料電池車就和人們熟知的電動(dòng)車一樣，電能通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而讓車子動(dòng)了起來(lái)。
 
       氫燃料電池車發(fā)展現(xiàn)狀
 
       比起純電動(dòng)汽車和混動(dòng)車，目前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的氫燃料電池車并不多，全球首款大批量生產(chǎn)的氫燃料電池車是日本豐田汽車公司的Mirai（中文意為“未來(lái)”）。2014年11月，該車于美國(guó)洛杉磯上市。當(dāng)年12月，Mirai便在日本境內(nèi)販?zhǔn)�，�?dāng)時(shí)售價(jià)為723.6萬(wàn)日元（約37.5萬(wàn)人民幣），扣除日本政府的補(bǔ)貼后，消費(fèi)者實(shí)際負(fù)擔(dān)的金額在520萬(wàn)日元左右（約26.9萬(wàn)人民幣）。
豐田Mirai內(nèi)部系統(tǒng)展示 圖來(lái)自：豐田官網(wǎng)
 
       根據(jù)豐田官網(wǎng)的介紹，Mirai主要的部件構(gòu)成包括了兩個(gè)高壓儲(chǔ)氫罐、儲(chǔ)能電池、燃料電池堆、電機(jī)、動(dòng)力控制裝置等，電機(jī)最大輸出功率為113kW，最大扭矩為335牛米。電池堆由370個(gè)重量為102克，厚度為1.34毫米的電芯堆疊而成；還有兩個(gè)碳纖維制的氫氣瓶，最大容積為122.4升，在70MPa的存儲(chǔ)壓力下可以存儲(chǔ)5千克氫氣。
       在氫能的布局方面，日本也走在世界的前列。實(shí)際上，豐田早在1992年，就開始研究氫燃料電池汽車，當(dāng)時(shí)起名為FCHV。而日本則于1993年啟動(dòng)了以氫能為核心的世界能源網(wǎng)項(xiàng)目，是最早系統(tǒng)指定氫能發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家；21世紀(jì)初，美國(guó)和歐洲先后跟上。
 
       相比之下，中國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，2014年，中國(guó)國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》，將氫能與燃料電池列入“20個(gè)重點(diǎn)創(chuàng)新方向之一”。2018年5月，中國(guó)國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)參觀了位于日本北海道的豐田汽車工廠，并考察了氫燃料電池車Mirai。2019年，《政府工作報(bào)告》中提到“推進(jìn)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”。這是氫能首次被寫入《政府工作報(bào)告》。
 
       在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，氫燃料電池車亦有所成長(zhǎng)，但主要集中在商用車領(lǐng)域。2018年中國(guó)氫燃料電池汽車產(chǎn)量為1619輛，其中專用車產(chǎn)量909輛，客車產(chǎn)量710輛。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 氫燃料電池 氫能汽車
作者：徐路易 李九畹 ，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://jzr14e.cn/shushuo/jishu/2019052829339.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報(bào)道，請(qǐng) 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國(guó)電池聯(lián)盟無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來(lái)源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話：010-56284224
在線投稿
微信公眾號(hào)