北京治疗白癜风比较好医院 https://m.39.net/pf/bdfyy/xwdt/前言随着去年新能源汽车的高速发展，带动了很多相关行业的发展，电池行业可谓竞争最为激烈，你或许听过这些电池种类，锂电池、无钴电池、固态电池、氢燃料电池、石墨烯电池等，本文我们讲讲氢燃料电池，氢燃料电池汽车相比其它化学能汽车，在环保上具有独特优势。因为氢能的能量转化非常迅速。相信在不久的将来，氢燃料电池汽车与纯电汽车二者相辅相成，或在相当长一段时间共存。在实现“”碳达峰、碳中和目标的大背景下，以氢燃料电池为动力的氢燃料汽车成为布局的又一重点。什么是氢燃料电池?近日，现代汽车集团在广州市成立了氢燃料电池系统生产销售公司。据了解，新公司作为氢燃料电池系统的生产基地，将于年2月末正式奠基，年下半年起投入量产，初期电池系统的产能为套，并且该公司计划年将提升氢燃料电池系统的年产能至70万套。燃料电池(Fuelcell)是一种主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应，把燃料中的化学能转换成电能的发电装置。虽然“氢燃料电池”这五个字里面，有“电池”这两个字，但实际上，它和我们日常用的那种小电池，或者汽车上的锂电池，都不太一样。燃料电池(FuelCell)其实是一个能把燃料中的化学能转换成电能的发电装置。所以这个“燃料电池”是需要不断加入“燃料”才能产生电的，而这个燃料，最常见的就是氢。简单补充一句，虽然任何的能分解出氢气的碳氢化合物，例如天然气、醇、或甲烷等，都可以分解出氢，但分解的产物中含有二氧化碳，也就是不那么环保了，所以最终在汽车上使用的燃料电池，都是直接使用氢气作为“燃料”，最后排出的就只有水和热量，没有任何污染。氢燃料电池汽车的发展非常依赖于制氢、储氢、输氢、加氢等氢燃料基础设施的建设。不同于纯电车可以在家或者公司进行慢充，氢车只能在加氢站充能，对充能站的需求更为急迫。离开完备的加氢网络，氢车产业的发展无从谈起。从应用上来看，氢燃料电池主要用在长距离、大型交通工具领域，目前在商业化程度以及成本管控方面还不及纯电动汽车产业那样成熟。但从节能环保角度来看，氢燃料电池的反应残留为电、热和水，因此在理论上，氢能源是非常理想的清洁能源。氢燃料电池汽车工作原理氢燃料汽车工作原理如下图所示：向加注氢气利用氢气和空气中的氧气反应产生电流提升电压给驱动转动完成牵引车辆运动。其中储能电池的作用故名思意，其作用将氢燃料电池所产生的多余电能储存起来，当氢燃料电池的输出不能满足电机动力需求时提供稳定的电能。换句话说，相当于缓冲起到稳定电能的作用。同时亦有能量回收作用，譬如在刹车过程中可以将动能转换成电能储存在电池中。电动汽车与氢燃料电池汽车是对立的吗?对大多数人来说，氢燃料电池车可能是于年第一次进入公众视野。有媒体将访问日本丰田事件过度解读，说国内电动汽车技术路线将改弦更张，几千亿补贴打了水漂之类的，想象力丰富。这种说法，实际上就是将氢燃料电池与电动汽车两个技术路线对立了起来。实际情况是这样吗?首先我们看一下氢燃料电池车的工作原理。氢燃料电池发动机，虽然叫做发动机，但并不直接输出扭转。更准确地说，它是一台“发电机”，输出电能驱动电机，同时也可以给锂电池充电。这个结构图怎么有点似曾相识?对了，这不就是串联式混合动力汽车吗?事实上的确如此，包括丰田Mirai在内，氢燃料电池车都是“锂电池”“燃料电池发动机”的混合体，区别只是谁的成分多一点，谁的少一点罢了燃料电池发动机功率与电池容量的差异组合如果电池大一点、可外接充电，那不就成了增程式电动汽车，和李想的理想智造ONE差不多啦?其实，就是差不多，只不过李想的增程式是烧油的，而氢燃料电池车的增程器是“烧”氢气的，这就是最主要的区别!所以说，氢燃料电池车很多情况下，也是增程式电动汽车。既然二者在技术本质上就有如此深的渊源，那么贸然地将两个技术路线置于针锋相对的位置，肯定是不合理的。理性的观点应该是，电动汽车路线与氢燃料电池技术路线是互补的、相辅相成的。目光长远的汽车企业，肯定不会把这两个路线对立起来。就拿丰田来说，别看它现在力推氢燃料电池，把专利都免费公开了，心窝子都快掏出来了，但在它的战略规划中，氢燃料电池的份额也只是和纯电动差不多。氢燃料电池车的优缺点在续航与充能方面，氢燃料电池车与传统燃油车，真的很像!只不过一个是烧油，一个是烧氢。既然这么像，咱们为啥不直接用传统燃油车，还要开发氢燃料电池车呢?答案就是，相对于传统燃油车，氢燃料电池车同时具有节能减排的新能源车属性：减排：氢燃料电池的反应方程式非常简单：氢气+氧气→水。不仅没有氮氧化物这种有毒气体，就连二氧化碳都没有啊!当然，这一点与电动车碳排放的争议相似，从全生命周期的角度来看，制氢是免不了有碳排放的。目前的主流观点是：即便是考虑70%的火电，纯电动车的碳排放还是优于燃油车，氢燃料电池车则与纯电动相当或更好。可再生能源：相对于柴油汽油，氢能源最大的优势就是可再生。除了工业副产品制氢之外，还能通过煤制氢、利用谷电电解水制氢等，全生命周期的能源效率要优于汽油柴油。退一万步讲，能源效率还不如汽油柴油，但氢能源作为可再生能源，对石油对外依赖很强的中国、日本来说，依然是很有吸引力的选项。和电动车相比，氢燃料电池车续航足、加氢快;和传统燃油车比，氢燃料电池车又具有节能减排的属性。虽然和两边比都有优势，但普遍认为燃料电池的产业化进程，要比纯电动慢5-10年，原因就在于有几个待解决的关键问题：车载储氢技术：要论同样的重量，氢气的能量密度不低。然而，汽油柴油在自然条件下就是液体，而氢气要压缩成液体，还要保证安全，就需要一个挺大的储氢系统了。目前70兆帕的储氢系统，能量密度才每升Wh。燃料电池技术：主要是膜电极与空压机技术。一个是寿命问题，国内还只能做到几千小时耐久，日本丰田已经可以做到上万甚至几万小时;另外一个就是供应链问题，很多部件还依赖进口，成本大大上升。加氢站基础设施建设：纯电动车目前面临充电不便的基础设施问题，氢燃料电池车也逃不过，甚至更严峻。纯电动车虽然充电慢，但除了超级快充站，在家里、单位里也能慢慢充，勉强可以用。若出行特性比较规律，甚至还挺方便，毕竟在家充电也省得跑加油站了，用车成本也更低。不久之前，中国工程院院士陈学东在一个论坛上演讲时表示，能承受70MPa压力的Ⅳ型车载高压储氢瓶以及瓶口组合阀技术，我们国家还未完全掌握制造技术，用于高压氢气公路运输的大容量Ⅳ型管束瓶，我们国家也还没研发出来;车用燃料电池空压机、氢气再循环泵等也存在“卡脖子”问题，很多关键技术还是掌握在外国企业的手中。各企业氢能源布局隆基股份近日表示，通过其全资子公司隆基绿能创投与上海朱雀投资合资成立西安隆基氢能科技有限公司，注册资本金3亿元，正式布局氢能产业。截至6日收盘，隆基股份收涨4.84%，报93.19元。隆基股份总裁李振国此前表示，在碳中和的趋势下，可再生能源电解制氢有望成为最主要的制氢方式，市场前景广阔。除隆基股份外，阳光电源、宝丰能源等上市公司都已积极布局绿氢产业。业内人士指出，利用电解水制氢可有效化解风力发电、光伏发电等新能源发电亟待解决的消纳问题，通过“可再生能源发电-制氢-氢燃料电池发电”的路径形成完整的储能解决方案。作为世界强之一的现代汽车集团将在广州正式开工建设面积为20.7万平方米，包含氢燃料电池堆工厂、氢燃料电池系统生产工厂、研发中心和创新中心在内的综合型基地。该项目预计到年总投资额达85亿元人民币，年产氢燃料电池系统套。中科润谷投资的燃料电池项目分二期进行，共80亿元。其中，一期将投资19.1亿元，主要专注的是燃料电池分布式热电联产装备产业化项目，包括家用和商用燃料电池设备;二期投资60.9亿元，完成全产业链上下游的整合，实现国内外市场推广。此外，现代商用车(中国)投资22.3亿元，主要包括氢燃料电池汽车在内的新能源汽车产品的研发和生产。氢燃料汽车产业作为未来汽车发展的新趋势，已经成为国内外众多车企布局的重点。目前，国外有丰田、本田、现代等著名车企都推出了各自的燃料电池汽车。德国、美国、日本、韩国等国家也很重视氢能在交通领域的产业化进程。从氢产量来看，当前我国已成为世界第一大制氢大国。从消费端来看，氢能消费场景极为广泛。以金属冶炼行业为例，“碳中和”目标下，相较于传统的高炉冶炼产生大量的二氧化碳气体排放，氢能炼钢利用氢气替代一氧化碳做还原剂，其还原产物为水，极大减少了传统钢铁冶炼中产生的碳排放。国金证券分析指出，氢能是解决的高比例波动性可再生能源消纳的关键媒介，短期内国内氢燃料电池上量集中在交运领域。但长期而言，随着行业降本及技术成熟度提升，氢能的应用范围将大大拓宽，成为横跨多能源体系、多应用场景的新兴战略能源，具有长期价值。据中商产业研究院公布的统计数据显示，目前，我国氢燃料电池汽车领域相关上市公司有28家，大多为氢能源乘用车及氢能源客车制造企业。此前，长城汽车发布的氢能战略规划显示，将在年推出全球首款C级氢燃料电池SUV。长城汽车董事长魏建军认为，对于汽车业而言，氢燃料电池会有极大的想象空间。结语不过，氢燃料电池汽车成本高企和关键技术仍有阻碍。此前已有部分车企因成本等问题选择放弃布局氢能源汽车。年4月，梅赛德斯奔驰宣布取消开发氢燃料电池乘用车的计划，原因是制造成本几乎达到电动汽车的两倍。机构指出，尽管目前氢能生产和消费领域仍存在一些瓶颈制约，但可以预见的是，随着制氢、供氢、储运等多方面技术的解决和氢成本的下降，将为氢能源拓宽更大的市场，带来更加丰富的应用场景和更加广阔的应用空间。虽然现在日本、韩国都在大力发展氢燃料电池车，丰田的Mirai、现代的Nexo都已量产，奔驰和宝马也计划推出氢燃料电池车，但氢燃料电池车最终能否大规模量产走入平常百姓家，完全取代搭载锂电池或者固态电池的电动车，还真的是未知之数。对于氢燃料电池汽车，您怎么看?来源：上海锦町新材料科技服务号“金属材料专家”
转载请注明地址:http://www.abmjc.com/zcmbzl/7650.html
转载请注明地址:http://www.abmjc.com/zcmbzl/7650.html
