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汽车燃料电池技术现状

发布时间: 2014-04-04
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燃料电池汽车概念图

3月4日下午,中关村储能产业技术联盟(CNESA)第12期储能产业公益沙龙在中国科学院工程热物理研究所举行。会上,主讲嘉宾清华大学汽车工程系裴普成教授就燃料电池技术及燃料电池应用问题与大家展开探讨,并解析汽车燃料电池技术现状。

据裴普成教授介绍,当前质子交换膜燃料电池在汽车领域备受关注。燃料电池汽车是电动汽车的一种,严格来说是燃料电池电动汽车,很多人习惯称之为燃料电池汽车。这种汽车大多是燃料电池与其他电池的混合动力电动汽车,燃料电池汽车的续驶里程是其他电动汽车所不能相比的,燃料电池功率密度明显高于其他电池。

这种汽车无污染,是解决雾霾问题的很好方向;零部件少、易维护,生产工序少;燃料效率高,内燃机的高效率在大负荷区,燃料电池的高效率在小负荷区,而实际使用中常用小负荷区,内燃机很难发挥它的最高效率。燃料电池能量转换率已经达到50%到60%的水平,内燃机领域也被迫提出要使内燃机效率达到60%。与内燃机相比,燃料电池的能量转换率高,对汽车更为有利。实施混合动力技术使内燃机工况向高效率区靠近,是混合动力汽车有节油效果的原因。

从安全性来说,燃料电池也有自身的优势。过去,很多人都觉得氢气很可怕,清华大学当初做燃料电池车测试,为建设氢气供给站大费周折,好在实验室后是玉米地,学校才让建设。但是现在我们认识到,氢气其实比汽油还安全。这儿有一个例子,为汽油汽车和使用氢气燃料的汽车分别创造燃料泄露和着火条件,3秒时刻汽油汽车下方漏油着火,而氢气则是迅速冲高在汽车上方着火。一分半钟,氢气燃料汽车的火已经熄灭,而汽油车火势正旺,最终只剩下车架。从这个实验来看,氢气用做汽车电池燃料更为安全。此外,国内外很多研究机构也都做过氢气燃料电池的碰撞、泡水、跌落实验,都没有出现安全问题。对氢气瓶的火烧实验,证明气瓶上的装置会自动将氢气排出去,不会产生爆炸现象。氢气的特点是非常轻,泄漏之后迅速上升,只要有良好通风,就不会发生危险。其实过去家用煤制燃气中百分之五六十是氢气。

从加气模式上看,氢气燃料电池也非常方便,只需要几分钟的时间就可以将氢气加满。因此在未来,燃料电池汽车可以像现在加汽油一样在加气站添加燃料,这一点换做普通电动车就很难做到,充电不是几分钟就能完成的。

对于燃料的来源,裴普成教授也提出了自己的看法。他认为,首先应该考虑电解水,因为很干净,对燃料电池没有危害。其次,工业副产氢,如氯碱厂、钢厂、焦炭厂的副产品,现在很多工业副产氢都被浪费掉了。第三,用燃料重整制氢,如天然气重整、甲烷重整。

电解水制氢,可利用可再生能源集中发电制氢,通过管道远程输送、车载运输等方式为燃料电池配送氢气;可以夜间将剩余的电变成氢气,白天通过燃料电池发电;可以直接用太阳能电解水制氢,是分布式发电制氢,在日本已经有先例,是一种成熟的技术。

文章来源: 中国网
责任编辑: 康开心
 
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