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银河在线平台网址_程振彪:氢燃料电池汽车真的成本高、不安全吗?
2021-09-13 [61411]
本文摘要:10月19日,牛一龙公开发表了《重磅!为什么说道燃料电池汽车是新能源汽车最不具战略意义的突破口》文章,东风汽车公司原副总工程师、资深汽车情报专家程振彪及新书《燃料电池汽车新能源汽车最不具战略意义的突破口》展开详细解释,经新浪看点平台引荐后在行业引发强烈反响:一天多时间读者量就超过36000多人次,有汽车企业高管facebook期望程老授课的,有期望程老引荐人才的,也有期望当面求教与交流的。

10月19日,牛一龙公开发表了《重磅!为什么说道燃料电池汽车是新能源汽车最不具战略意义的突破口》文章,东风汽车公司原副总工程师、资深汽车情报专家程振彪及新书《燃料电池汽车新能源汽车最不具战略意义的突破口》展开详细解释,经新浪看点平台引荐后在行业引发强烈反响:一天多时间读者量就超过36000多人次,有汽车企业高管facebook期望程老授课的,有期望程老引荐人才的,也有期望当面求教与交流的。有赞成的,比如氢燃料电池才是最差的绿色能源,燃料电池显然比纯电的可用性更高,更加有一点推展,废物利用率也更佳!也有批评的,比如:液态氢大规模生产以及安全性问题,单说道电制氢再行转化成动能的效果认同不如电池电池静电再行造就电机效率高,高性能电池技术突破在即,还有适当去发展这种陈旧简单危险性的技术吗?氢化车站成本小于电站且危险性?回应,程振彪通过E车汇回应,感激大家对他本人、新书特别是在是对新能源汽车发展的注目,正是有不少人对世界燃料电池汽车的发展现状和变革不理解,所以他才写书公开发表传播,看见有所不同意见更加解释本书出版发行的必要性。此外经程老建议,我们将为本篇文章评论点拜数最多的前五名读者,每人送来出有《燃料电池汽车新能源汽车最不具战略意义的突破口》一本,以感谢仍然以来反对E车汇的朋友。现将本书涉及主要观点节录如下:新能源汽车的终极解决方案氢燃料电池(电动)汽车的关键所在和奥妙之处,在于它的动力来源(氢)燃料电池几近极致和十分理想的工作原理与机制,其名义上叫电池,而实质上是一种基于电化学原理,将作为燃料(此所指燃料已不是传统意义上的燃料,因为它未自燃,因此,要加引号)的氢和空气中的氧化剂反应分解的化学能转换成电能的发电装置(或者称作氢气发电机)。

燃料电池早期主要应用于航天和军事目的,后来,鉴于其极大的潜在优势和应付日趋严重的交通环境污染,人们又研究将之应用于汽车而作为动力装置。经过数十年,特别是在是自20世纪90年代以来,科技人员扎扎实实的集中精力探寻和重复试验研究,如今,世界上氢燃料电池汽车的技术变革飞快,成果明显,大大远超过国内许多人的预期,早已显露出光明的发展前景;在(显)电动汽车关键技术障碍幸攻不破的后遗症下,的确给人们带给一种眼前一亮的感觉。在世界汽车工业界多年艰苦尝试了多种新能源汽车技术方案之后,依据氢燃料电池汽车展现出出来的无以伦比卓越的环保性和很高的能效,再行参考对全球正在筹划蓬勃发展的第三次工业革命的预判,学界有人甚至断言,氢燃料电池汽车很有可能是世界汽车的最后发展目标和新能源汽车的终极(解决问题)方案。

该项革命性的技术成果对人类未来经济社会将产生的根本性影响和辽阔的发展前景,已被世界一些具备灵敏眼光的科学家所了解。据信,最近,一个由18位顶尖科学家团队世界经济论坛新兴技术跨界理事会,票选出有全球未来最不具发展潜力的、诸如无人机、新一代机器人、3D/4D打印机等等的十大新兴科技。其中,氢燃料电池汽车位列榜首(闻2015年第六期《中国经济报导》)。

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燃料电池潜在的远大发展前景,不仅为汽车业界人士所了解,而且也受到航空界的注目。意大利都灵理工学院顺利研制出世界首架燃料电池飞机,并在柏林航展上展览。在此之前,该架飞机已在汉堡首飞顺利(闻2012年9月15日《环球时报》)。

2012年,在汉诺威工业博览会上,德国航空航天中心也展出了其研发的燃料电池飞机(闻2012年4月28日《科技日报》)。某种程度,鉴于其极大的优越性,燃料电池潜艇也是目前世界各军事大国研发的热点之一。过去,在我国城乡许多人的代步工具都用于燃油摩托车,后来被蓄电池(电动)自行车所代替。

基于燃料电池的极大优越性及洗手可再生能源的较慢发展,未来,传统的蓄电池(电动)自行车也可能会被氢燃料电池(电动)自行车替代。据报导,最近法国普拉格马工业公司发售了世界首款被命名阿尔法的氢燃料电池(电动)自行车,法国邮政总局已回应无意采购之。普拉格马公司声称,其将在2016年首批量产100辆阿尔法自行车,2017年将减少至1000辆,每辆售价大约2300欧元,会多达眼下顶级传统电动自行车,以后大批量生产售价更加不会大幅度上升。氢燃料电池汽车的主要优势一.基本优点装备以质子互相交换膜式为代表的氢燃料电池汽车的主要优点,在相当大程度上得益于燃料电池十分理想的工作原理(机理)。

可以说道,其在维持和不断扩大显电动汽车优势的同时,又摒弃了后者固有的缺失和严重不足。1、极佳的环保性。就车辆本身而言,在行经过程中,只废气纯净水而无其他任何有害物质;同时,这也很合乎大大自然的循环规律,汽车运营工作的副产品水,虽然以目前的状况看,汽车使用者还无法必要重复使用利用,但排出到大大自然中总归还是要被利用(例如再度电解水制氢等等)。

从能源的全寿命周期看,如果汽车用于的氢燃料是来自工业废气等副产品以及通过可再生清洁能源而制备,那么车辆总的废气污染也是很低、很少的。在全球环境污染激化、气候变化出现异常的不利局面下,促成人们现在把发展新能源汽车的目光探讨到氢燃料电池汽车上,说到底是更加重视其卓越出众的环保性。2、能源效率尤其低。

从车辆的动力装置氢燃料电池的工作原理上来检视,其产生的动力不经热机过程,不不受热力循环容许,基本上没热获释和热能损失。因此,能源转换效率高,为60%~70%,甚至更高,大体是内燃机的2~3倍。从这个角度上来了解问题,大力发展氢燃料电池汽车也是我国密码能源困局的有效地之策和最重要措施。

3、氢能资源非常丰富。向燃料电池获取的燃料氢,来源和产于都十分普遍,理论上谈,在宇宙质量中,大约有75%的氢元素。地球上的氢也完全无处不在,到处不有,制备氢的资源非常丰富,途径多样,亦堪称取之不尽,用之不竭。从现实可使用的技术手段上谈,既可以用还包括风、太阳能等洗手可再生能源电解水制氢,也可利用光必要解水制氢、阳光生物(例如仿植物光合作用)制氢、废物利用制氢等等。

4、搭乘舒适度低。燃料电池汽车与传统汽车比起,动力系统不不存在机械振动和热辐射等问题,不仅可确保汽车有关零部件有更长的使用寿命和更高的可靠性,而且汽车运营稳定,噪声重,汽车的舒适性极好。

二.与显电动汽车比起的独有优点基于燃料电池工作原理的科学、合理性,氢燃料电池汽车就彻底防止了显电动汽车的若干根本性缺失,例如续驶里程局限和易起火的安全隐患等等。1、续驶里程的局限小,补足能量慢。

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前面早已提及,显电动汽车的续驶里程之所以较短,在于其蓄电池存储的能量受限。而燃料电池汽车的所谓电池,只发电并不蓄电,装有在氢罐(或容器)里的氢才是车辆存储的能量,只要将氢源源不断的获取给燃料电池,则驱动系统就能取得充足的电能而驱动汽车行经。这也就是说,氢燃料电池汽车的续驶里程并不各不相同电池而各不相同车载储氢罐所存储氢的多少。

据有关科技资料表明,氢的能量密度很高(大体为1 kWh),大约是汽柴油的2~3倍,更约是车载锂离子电池的10倍(大体是100~200 Wh);5公斤的氢储量可反对氢燃料电池汽车倒数行经400公里以上,而要超过完全相同的里程数,显电动汽车则要配备大约半吨多重的锂离子电池(与之比起,氢燃料电池填则要重很多)。由此可见,显电动车上的能量有很多都被电池的可调消耗掉了,很不经济,也不科学合理(闻2014年7月18日《中国工业报》)。

氢燃料电池汽车除上述的独有优点外,其补足能量的速度也迅速,几分钟之内,就能给氢罐充满著至超过仅次于续驶里程(400多公里乃至更加多)的氢气量,与传统汽车打气一样方便快捷。而如前所述,显电动汽车较慢电池必须7~8个小时,慢差使也要半个多小时,差使一次电也不能倒数行经150~200公里。通过这种对比,还使人们显现出一个最重要问题,就是在推展普及显电动和氢燃料电池汽车时都必须创建基础设施的情况下,氢燃料标示车站的设置密度要比显电动汽车充电站的密度较低很多,这将不会带给一系列的节省和产生大力的社会效应。

2、电池安全性低,对环境友好。氢燃料电池由极板垫着外壳的电解膜包含。在电解膜一侧的阳极上,氢被诸如铂一类的催化剂分解成为电子与质子。质子可以穿越电解膜,与空气中的氧分解水蒸汽排泄,而电子则统统被电解膜逃离现场,集中于一起分解电流。

这一过程是在物质的原子水平上再次发生的,从理论上谈,基本上没热辐射,就是在实际的应用于工作过程中,电池的温度最低也会多达100℃,如果再行采行一些加热措施,则温度不会更加较低。由于燃料电池失能不大,即使隔膜瓣了也会发生爆炸。

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加之电池组件是固态材料包含,由此也就彻底防止了类似于显电动汽车因电池热失控和溶液(剂)外泄等而造成的安全隐患,可取得低的安全性。要说氢燃料电池汽车在安全性方面还有什么薄弱环节的话,储氢装置(或容器)不算得上是一个必须认真对待的东西(下面将牵涉到),但因早已有较为成熟期的技术可以应用于,氢燃料电池汽车的安全性基本上与传统汽车的非常,并无尤其之主因。关于氢燃料电池在全寿命周期内对环境的影响,就整体而言,其包含材料基本上没毒性,在制取、用于和重复使用处置环节,不不存在对环境的污染问题。

当然,这主要还是理论了解。在世界范围内,氢燃料电池汽车尚能处在少量样板运用的阶段,累积的实践经验较少,若大量用于时,燃料电池到底对环境否不会产生显著的负面影响,还要由实践中来问。氢燃料电池汽车不存在的主要问题与难题尽管氢燃料电池汽车具备如上所述的诸多优点,但因其是一个几乎创新型、革命性的技术产品,不可避免的不会有一些不完备和必须改良的地方,特别是在21世纪初叶及之前的早期(或者说前期)阶段,还不存在以下主要问题与难题。

1、燃料电池发动机技术性能须要大幅提高早期阶段,燃料电池发动机的技术性能佳,必须很大改良才能符合实际用于拒绝,主要牵涉到以下几个问题。一是燃料电池的功率密度较低,整个燃料电池发动机输入的功率受到局限;并且,由于其动态号召较快,在汽车均速行经时问题尚能不引人注目,而工况转变时,如在加快或爬坡必须更加大功率的情况下,就变得很艰难,影响到汽车的长时间用于。

二是燃料电池发动机的耐久性较好,使用寿命较短。在前期阶段,国际上燃料电池发动机的使用寿命广泛不多达3000小时(美国能源部制订的、可符合长时间用于拒绝的2020年目标为5000小时),与实际应用于的拒绝还有不少差距;燃料电池汽车行经4~5万公里后,功率即上升大约40%,与传统内燃机广泛可确保汽车行经50万公里以上比起,还逊色得多。

三是燃料电池发动机的环境适应性较好,特别是在是低温情况下低速较为艰难(显电动汽车也有这种弱点),无法很好符合天气严寒时的汽车长时间用于拒绝。2、系统可靠性拒绝m使燃料电池发动机具备充足大的输出功率而驱动汽车,必须把成百上千(乃至更加多)个单体燃料电池构建于一体,包含燃料电池填,不仅拒绝每个部件都具备完全一致的质量,而且串联作业时也不容许有任何的差错。如果单体电池间由于水、热、压力、燃料供应以及膜的情况的有所不同而经常出现性能上的差异,那么电池填内部就不会经常出现不平衡性,从而影响电池发动机的长时间工作。例如燃料电池的核心部件膜电极制取,其可靠性拒绝就很高,必须高度注目单片膜电极制取的皆一性和膜电极批量生产的一致性等。

除此之外,燃料电池发动机还比较复杂,由许多有所不同的部件或单元构成,它们之间也要有极致的给定。总之,燃料电池发动机系统技术含量低,创意的潜力大,系统可靠性拒绝也很苛刻。3、氢燃料电池汽车生产成本高在氢燃料电池汽车的前期发展阶段,根据有所不同的科技文献资料的粗略估计,氢燃料电池汽车的成本是传统汽车的数倍乃至10倍。

特别是在是质子互相交换膜燃料电池,要用于价格昂贵的铂金属催化剂,不仅造成电池成本高升,而且还要受到铂金属矿产资源受限的约束,因为世界上铂矿储量不多。4、氢燃料供应是大难题氢燃料电池汽车的燃料供应等基础设施,与传统汽车的几乎有所不同,必须由头修建(当然,也可以利用现有加油站的部分设施展开改建,但注定要从头来),是一个可观简单的系统和网络,将经历一个较长的时期才能逐步创建构成。并且,在氢燃料供应的各个环节上,都要展开技术创新和一定的投资。

其中,以下问题必须重点解决问题。首先是氢的制备。较为理想的、合乎可持续发展拒绝的制氢途径:一是本着废物利用和循环经济的原则,通过工业(比如化工、钢铁行业等)副产品和煤层气(又称瓦斯)等制氢;二是通过洗手可再生能源电解水制氢;三是通过阳光必要分解成水制氢。

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经由这三种途径而经济的大批量制氢,必须展开技术创新才能突破各种障碍。其次,必须通过技术变革而取得安全可靠的管道运送氢和车载储氢的技术解决方案。

就车载高压储氢而言,为使储罐能存储更加多氢以确保汽车有宽的行经里程,就得提升储罐的压力,由此,就要保证罐的高压安全性和密封性。若车载容器内是液态氢,则必须有充足较低的局部环境温度等等,某种程度牵涉到一系列的安全性问题。再者,从理论上分析,虽然氢化车站的设置密度没显电动汽车充电站的那么低,但建设一起却比后者要简单,牵涉面也更加甚广些。

氢燃料电池汽车技术总体变革远超过预期最近几年,特别是在是自全球愈演愈烈金融危机和世界汽车产业受到较小冲击的时期以来,当我国采行各种措施目的性刺激传统(汽柴油)汽车完全恢复低快速增长态势之际,国际上有不少国家和跨国汽车公司,却集中精力对氢燃料电池汽车核心技术展开研制成功,尽最大努力以创意而驱动汽车产业之后发展,彻底消弭行进道路上遭遇的艰难与障碍。变革呈圆形突飞猛进之势,其成果无论从质还是量上来看,皆相比之下多达前十年的。都是来看,可以认同地说道,现今,氢燃料电池汽车寿命远超强商业化预期,主要指标与传统汽车互为相似,而相比之下多达显电动汽车,整车成本成倍上升,售价已至市场所能拒绝接受的程度(考虑到政策优惠因素)。

中国工程院院士衣宝廉指出,从世界范围看,现在燃料电池汽车不存在的主要(技术)问题已基本解决问题。要求氢燃料电池汽车前途和命运的关键所在,即核心部件燃料电池堆及燃料电池发动机,其技术近年获得革命性重大突破:电堆功率密度大幅度提高,据有关资料称之为,现今国际先进设备水平早已超过3kW/L(丰田新的上市的燃料电池汽车的该指标甚至比此还要低),多达美国能源部曾多次制订的、可实现产业化和商业化的2020年规划指标拒绝;燃料电池发动机技术性能(还包括可靠性和稳定性等)获得全面提高和提升,系统使用寿命广泛超过5000小时免除确保运营(个别企业甚至超过8000小时和更加多,美国联合技术公司氢燃料电池大客车的使用寿命为1.2万小时),这也是美国能源部至2020年要超过的规划指标;燃料电池发动机的冷低速温度早已超过-30℃,一些企业的车型在极为严寒的北极展开实地测试也没经常出现什么问题,几乎符合美国能源部2020年规划中的涉及指标拒绝。

这意味著,氢燃料电池汽车的类似难题冻低速技术瓶颈早已扫除。现今,国际上燃料电池产业链各个环节皆已构建产业化,技术性能和质量都已超过实用化、商业化拒绝。

某种程度,仍然后遗症氢燃料电池汽车发展的成本高昂问题也取得根本性解决问题。美国能源部的有关报告表明,国际上专门从事燃料电池汽车研发的主流企业,其燃料电池发动机系统的成本,现今与21世纪初比起上升80%~95%,比价格大体为49美元/kW(按年产50万台计算出来),这已十分相似内燃机的30美元/kW。车载储氢技术也取得重大突破,氢储罐压力由上一代车型的35Mpa升级到70Mpa,由此大大提高了汽车的续驶里程。

而氢的提供对燃料电池汽车来说,也并不是什么难事,有数多种成熟技术可供选择。由于成本大幅上升,国际主流企业将要发售近期一代的氢燃料电池汽车预计售价,已与同类型混合动力汽车的相似或非常,却是很有竞争力了。如您还想要提供本书的更好科学知识,请求在我们文章右下方的写出facebook公开发表您的观点,如果您的评论是点拜数最多的前五位,我们将免费为您送来上《燃料电池汽车新能源汽车最不具战略意义的突破口》一本,感谢您的反对。

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