鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年05月17日
說氫燃料電池在未來,可未來并不遙遠
近日,燃料電池概念在多個行業較為活躍,個人猜測這或許與新型科技研發成果引發市場對氫燃料電池技術的加快有一定原因。其實早在十幾年以前,憑借零污染、可再生、加氫快、續航里程長等優勢,氫燃料電池技術在理論上較石油和鋰電池有著明顯優勢,其還被譽為汽車動力能源的“終極形式”。
然而,由于氫燃料電池技術的產業化進程較慢,以及該技術在量產車上的應用仍然存在諸多問題,致使氫燃料電池車型落地很困難。于是很多人戲稱說“氫燃料電池是未來完美的技術,可它卻只存在于未來”。不過,現在可以在后面加一句話了”氫燃料電池是在未來,但未來并不遙遠“。
據悉,中國科學技術大學已經發布了關于研發出新型催化劑的公告,這種催化劑可以解除氫燃料電池一氧化碳”中毒休克“的危機,以此來延長電池壽命,拓寬電池使用溫度限制,保證其在寒冷條件下仍能正常啟動。所以說,氫能源已經離我們很近了。
首先,對于氫燃料電池汽車的核心部件,有幾個組成部分需要了解。第一個,也是限制燃料電池應用最大的問題就是催化劑。而在催化劑應用方面除了Pt之外,其他催化劑均不能勝任這一效能,但Pt催化劑相對較貴,并且容易中毒,所以常用做法就是將其作為納米級顆粒,用最少的催化劑實現最大的催化效果。
第二個,是直接影響氣體擴散性能的電解質薄膜,這一部分是燃料電池的核心部件。傳統燃料電池是用通過水來導質子的Nafion膜,后來又出現了一些應用磷酸、硫酸或者離子液體的膜。不過,大多都不是很理想。目前,有消息稱豐田Mirai車型應用的電解質薄膜做的很薄,這個膜是越薄越好,但具體薄到什么程度還無法定量,而且還要保證在使用周期內電解質膜不會破。
第三個部分,就是氫燃料電池車的氫氣儲存罐的安全問題。這一點人們關心的除了儲能罐結構能否承受較大壓力之外,更關心的則是在儲能罐發生撞擊破損之后是否存在起火或者爆炸的情況發生。對于這個問題,相關人員表示安全性能可以保證,沖撞破裂之后高壓氫氣可以在短時間內排放出來。
關于氫燃料電池方面的認識,中汽協秘書長助理許海東也曾表示,”氫燃料電池目前有很多突破性的創新和專利《具備空氣污染較小、技術相對成熟等優勢,只是成本的居高不下制約了其發展進程,一旦成本問題得到有效解決,未來氫燃料電池技術將成為新能源汽車產業發展的重要支撐。”
對于氫燃料研究方面,我國很早就形成了以大學研究為主體的氫燃料電池研發機構,并且一些相關技術也已經應用在了一些車型上面。乘用車方面,上汽集團推出了榮威950插電混動燃料汽車,長城汽車也宣布計劃將在2022年推出首款氫燃料電池汽車。商用車方面,宇通和福田的氫燃料電池客車已經得到了實際應用,中國重汽也研制出了三款氫能源燃料車型。
相比燃油和鋰電池兩種能源形勢,氫燃料電池車型則具有充氫時間短、能量密度大、續航里程長、減排以及其是可再生能源等優勢。據了解,本田Clarity概念車加注氫燃料只需3分鐘,可實現750公里的最大續航里程。當然,對于發展氫燃料電池車型也有部分質疑的聲音。
一方面,其工作原理是燃燒氫氣來提供動能發電,再通過電池輸出電能為汽車提供動能,這樣一來,在能量轉換方面相較汽油燃料和純電車車型來講多出了一個能量轉換過程,這就意味著轉換時耗能也會增加。為什么不能通過技術手段來實現直接燃燒氫氣提供動能。而且相較純電車型其還多了儲氣罐以及配套設施等多個部件,這樣在車輛配重方面就會受一定的影響,即便能夠控制,也只能是增加成本或者減配。
另一方面,對于氫燃料電池車型配套設施問題,氫能源儲存以及大量的加氫站建設仍需大量的資金注入和技術加持。
總結:總體來看,從國家能源戰略、環境保護及實用性方面考慮,燃料電池汽車無疑是新能源汽車的終極目標之一,其既能夠解決混動汽車和傳統汽車對環境的影響,又能夠解決純電動汽車里程焦慮以及充電時間長的問題。目前,燃料電池技術朝著商業化發展方向前進,產業化前景也會逐漸清晰。