[ 导读 ]新能源汽车是未来汽车发展的主方向,各国纷纷出台禁售燃油汽车的时间,新能源汽车必将代替内燃机走上历史舞台。新能源汽车近几年...
新能源汽车是未来汽车发展的主方向,各国纷纷出台禁售燃油汽车的时间,新能源汽车必将代替内燃机走上历史舞台。新能源汽车近几年发展迅速,尤其以特斯拉、蔚来等多家企业为代表的纯电动车已经开始在市场上暂露头角。
回顾2018年,我国汽车市场出现整体销量下滑,但新能源汽车的销售成绩出现了正增长的现象。这说明,新能源汽车开始被消费者认可。目前市场上可以看到的新能源汽车种类包括:纯电动汽车、插电混合动力汽车、油电混合动力汽车等动力形式的车型。其实在新能源领域中还有一种动力形式没有普及,它就是氢燃料汽车。
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2016年,我国政府在《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》中首次规定“2020年我国加氢站数量达到100座,燃料电池车辆达到1万辆”的发展目标。长城汽车、奇瑞汽车以及上海汽车在氢燃料汽车领域走得比较靠前。
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一、氢燃料电池汽车的工作原理
氢燃料电池汽车的工作原理其实很简单,说的直白一些就是电解水的逆反应。氢燃料电池的结构上有两块电极,分别是氢电极和空气电极(空气电极主要是需要空气中的氧气),在氢电极上供给足够的氢气,氢气在氢电极上被电离生成正1价氢离子(H+),同时空气电极上提供足够多的空气,空气中的氧气在电极上被电离生成负2价氧离子(O2—)。在这个过程中,2个氢气分子(4个氢原子)失去4个电子(4e)变成4 H+,1个氧气分子(2个氧原子)得到4个电子(4e)变成2O2—,氢离子与氧离子结合后生成水。化学反应方程式为:
2H2+O2 2H2O
反应过程中有大量的电荷定向移动形成电流,向动力电池供电,动力电池带动驱动电机旋转。而且在整个工作过程中只有水生成,真正实现零排放。因此氢燃料汽车对气候和环境的改善意义重大。既然氢燃料汽车对于人类的意义如此之大,为何迟迟没能得到进一步发展呢?
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二、氢燃料汽车普及存在的困难有哪些
氢燃料汽车对气候、环境甚至能源储备都有很大的意义,氢燃料汽车在2017年全国的生产量为1275辆,同比增长103%。但是2018年的产量仅有500辆左右。为什么氢燃料汽车的发展如此缓慢,究其原因有如下两点:
1.氢燃料汽车对氢气的储存要求很高
氢气本身作为气体质量很轻,因此想要维持一台1-2吨重的汽车行驶则需要储存大量的氢气。氢气的储存方法有三种:高压储存、液态储存和固态储存。
高压储存:高压储存类似家庭用液化石油气的储存形式,在车上装有高压氢气瓶,这样的储存方式优点是储存氢气量大,能量密度高,但是相对危险系数高,压缩氢气在释放时容易产生爆炸等事故。
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液态储存:液态储存发是在超低温环境下(-252.77摄氏度)将气态氢气转换成液态氢气储存。这样的储存方法氢气能量密度更大,缺点是技术要求太高,成本太大,附属的设备相对较多。
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固态储存:固态储存氢气的方法是利用氢气吸附在部分物质表面或者利用化学反应来实现氢气的携带和储存,金属钯就是很好的储存氢气的物质,1体积钯能溶解几百体积的氢气,但因为钯很贵,造成成本过大,一般企业不会考虑该方式。
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2.氢气的制取与相关氢燃料汽车设施造价太高
阻碍氢燃料汽车发展的第二个原因便是氢气的制取和相关设施造价太高,很多的技术还没有成熟,虽然丰田、现代等企业在氢燃料汽车的研发上有了一定的发展,但是对于普及氢燃料汽来说还是不太现实。应该说氢燃料汽车还是处在探索和需要进一步发展的阶段。
三、氢燃料汽车如果普及对电动汽车和燃油车是否有影响
目前各大汽车企业也在努力研发氢燃料汽车,如果氢燃料汽车最终得到普及,对于电动汽车和燃油车会有一定的影响,但是我个人觉得影响不大,氢燃料汽车不可能代替燃油车实现重量很大的货物运输,加上自身能力的限制,也不能超过电动车的加速能力。但是日常代步和使用的话,氢燃料汽车应该会是一个不错的选择,所以氢燃料汽车如果得到普及会对电动汽车和燃油车产生一定的影响。
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总结:氢燃料汽车对于气候和环境的意义重大,相信各大车企也在致力于研发和打造自己的氢燃料汽车来抢占市场先机。虽然氢燃料汽车无法代替燃油车和电动汽车,但是消费者更愿意看到各种动力形式的新能源汽车问世,可供选择的车型增多,在没有很高动力需求的情况下,相信更多的消费者还是愿意为蓝天和白云贡献一份力量。
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