水那靠谱的氢动力汽车都是什么样的?为什么没普及起来?

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南阳日报关于“水氢发动机”的报道,引发了全民群嘲,迅速成为了热点社会话题,这在一定层面上说明了大家对“氢能源”的发展非常关注,对氢能源汽车有着广泛的期待。青年汽车在用“在线制氢”骗投资,那其他车企在氢动力汽车上有哪些探索呢?

氢气由于是二次能源,热值高,制取的方式也很广,没有能源枯竭的担忧,算得上是很理想的动力来源,因此汽车厂商们对氢能的探索从未停歇,早在19世纪初欧洲便开始研发氢动力汽车,并出现了氢内燃机汽车,即通过氢气燃烧来推动活塞做功,从而驱动车辆。

当时的技术条件下,由于氢气燃烧很快,也很难储存,所以续航非常短,随着19世纪中后期汽油出现以后,氢内燃汽车基本销声匿迹。

到了20世纪中后期,压缩液态氢内燃汽车开始出现,但是续航里程短这块短板依然没有得到有效的克服,最远也只能达到20公里左右,完全不够看。

不过氢内燃汽车也是有一定优势的,除了0排放无污染,还有扭矩高爆发力强,同样内燃机水平下零百加速可以碾压汽油动力。总结而言,氢内燃汽车虽然爆发力强,但是续航里程太短,并没有商业化的可能性,因此欧美逐渐放弃了这一路线。

被欧美放弃的氢动力汽车,在日韩获得了新生,日本作为一个岛国,能源匮乏是天然硬伤,二次能源的氢是日本的救命稻草。

日本政府大力扶持国内风电、核电的建设,再通过电解水制氢,用国内丰田、本田等公司研发的氢燃料电池汽车来解决长途行驶问题,从而形成一个能源自给的国家。

氢燃料电池汽车解决了氢内燃汽车不稳定、续航短的问题。以首款投放市场的氢燃料电池汽车丰田Mirai为例,3分钟便可完成氢气加注。

车内布置有两个60L高压储氢罐,能够装5KG氢气,达到500km以上的EPA续航里程,储氢瓶采用了碳纤维和玻璃纤维材质,还配备有安全栓,即万一发生火灾后,安全栓会熔断缓慢释放氢气,避免发生爆炸,所以在稳定性和续航里程上的问题,氢燃料电池汽车已经攻克。

不同于氢内燃汽车的直接燃烧,氢燃料电池汽车是通过氢氧在电池堆中化学反应发电,再用电力去驱动车辆。

所以氢燃料电池汽车的核心在于电池,储氢瓶中的氢气和车外的氧气在进入电池后被电解质隔膜拆分,将氢气拆分为氢离子和电子,氧气拆分为氧离子和电子,电子流动形成电流,而氢离子和氧离子经催化剂结合生成水排出车外。

虽然听起来似乎很简单,但整个燃料电池的构造是非常精细的,催化剂也非常昂贵,因此氢燃料电池汽车的价格普遍较贵,例如今年车展上武汉格罗夫发布的,国内首款氢燃料电池汽车,售价竟高达100万!

相比之下,技术沉淀更为深厚的丰田Mirai,国内售价大概在30多万,显得很便宜了。

技术成熟,续航也高,还无污染,这么美好的氢燃料电池汽车为何普及不了呢?问题不在于技术,而在于氢能源本身,主要是基础设施建设很难。

一来,高压的液态氢对钢材具有腐蚀性,现在的运输管道都无法用来运输氢气,主要依靠罐车公路运输,此外,加氢站的建设投资成本也远高于加油站,同等效率的加氢站成本大约是加油站的5到6倍。

目前国内的加氢站仅有不足30座,除了建设成本高,人们对氢气的恐惧也会阻碍加氢站的建设推广,韩国为了让民众对加氢站放心,在国会大厦楼下建设了加氢站。

由于加氢站的数量短期内无法和加油站一样普及,因此相对同样0排放的电动车而言,补能效率高的优势也就没有了。

在氢气的制取上,国内主要采用煤气化制氢,算是工业衍生品,成本大概为0.8元/立方米。

而公众比较熟悉的电解水制氢损耗较高,成本也会高很多,而且大规模电解水会极大增加电网压力,难度很大,现阶段的电解水制氢,主要是利用废弃掉的风电,部分地区的风电由于不稳定,无法接入电网使用,拿来制氢再存储起来也算是物尽其用,例如河北张家口就是这么做的。

总体而言,氢燃料电池汽车是目前公认较为靠谱的方向,但氢燃料电池汽车的推广,几家企业是无能为力的,需要政府的力量介入,而且就算政府介入,推广起来也并非容事。

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