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氢能源汽车作为行业新贵,为什么不能直接燃烧氢气?
作者:官方 来源:搜狐网 所属栏目:市场动态 发布时间:2021-07-08 15:42
[ 导读 ]氢能源汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车,在汽车行业内方兴未艾。作为一种新能源车型,充能时间短,只需要5分钟,而充满却可以...

氢能源汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车,在汽车行业内方兴未艾。作为一种新能源车型,充能时间短,只需要5分钟,而充满却可以行驶1000公里。但是当前市面上的氢能源汽车基本上都是氢燃料电池汽车,氢燃料电池汽车需要通过催化剂铂把氢气转化为电能。对此,许多人大惑不解,氢气作为一种燃料,为什么不能直接燃烧,反而要转化为电能,并且铂的价格十分昂贵,这未免有些得不偿失。

氢气内燃机早就有前人提出并进行了实验。1841年,英国就率先发布了一个用氢氧混合气体工作的发动机的专利,21世纪以来,不少像福特、三菱、马自达、FEV等车企和零部件供应商都在研发氢气内燃机,也出现了一些概念产品;一部分氢内燃机甚至还进行了量产,比如宝马研发的烧氢气的宝马7系,丰田也研发出了三缸1.5T的氢燃料卡罗拉运动版,还参加了“富士SUPER TEC 24小时耐力赛”。但是这些历史都证明,氢气内燃机相比于燃料电池可以直接将化学能转换为电能,其能量转换效率较低,如此使用实在太过奢侈。那么,出现这种情况的原因是什么?

1、氢气内燃机效率低

烧氢气的宝马7系可以容纳8公斤的氢气,但是燃料消耗量却是3.7kg/100km,最多只能续航201公里,和一些微型电动车不相上下。而且,这辆汽车的加速性能也很差,输出仅有260马力,完成零百加速需要9.5秒。而氢燃料电池车性能更好,丰田的MIRAI可以储存5.6Kg氢气,加一次氢就能行驶1003公里,平均燃料消耗量才0.55公斤氢气/100 公里,显而易见,燃料电池效率比氢内燃机要高得多。这主要是因为氢气的体积能量密度和点火能量低,燃烧速度太快,因此氢气内燃机不能像普通汽油车一样,通过提高压缩比来提升动力和燃烧经济性。

2、氢气内燃机安全性低

虽然氢气与汽油相比更安全,逸散速度快,不容易沉积。但氢气内燃机却要比氢燃料电池汽车的安全性差一些。就是因为氢气用分子的形式附着在具有渗透性的薄膜上,然后从燃料电池的阳极进入,氧气则从燃料电池的阳极进入。之后由催化剂铂发生作用,让阳极的氢分子分解形成电流和水。由于氢气的存在形式不属于气体或液体,所以不容易发生爆炸。而氢气内燃机则不同,因为温度过高,所以很容易提前点燃氢气和空气的混合气体,甚至在进气门还没关闭之前就点燃,从而出现回火、爆燃这些危险情况,还会出现爆炸。

所以,氢气内燃机这条路线基本上已经被否定了,主要还是因为氢气内燃机终究还是内燃机,就算是研究了上百年的汽油内燃机,目前效率上限还是卡在50%左右,目前最高的热效率就是45%,因此氢气内燃机远不如氢燃料电池更有潜力。

当前氢燃料电池汽车也面临着很多的问题,例如氢气如何大规模运输和储存,这些问题都亟待解决。氢燃料电池汽车要想普及,任重而道远。


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