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大批量氢能源电池车“上路”可能只是时间问题
作者:官方 来源:扬子晚报 所属栏目:行业知识 发布时间:2022-05-09 10:37
[ 导读 ]氢能作为一种环保的绿色新能源,越来越得到市场的认可。然而,氢气的制备和储存仍有很大的探索空间。最近,中国科研人员的一项研...

氢能作为一种环保的绿色新能源,越来越得到市场的认可。然而,氢气的制备和储存仍有很大的探索空间。最近,中国科研人员的一项研究公开发布,通过搭建新型光热系统,氢能的制备效率提高了6倍。在未来,我们也可以驾驶氢能源私家车上高速公路。

大展身手

氢能可以让载人客车跑起来

还可以“推动”火箭发射

许多人的概念中的“氢”真的很轻,只要充进气球,气球就会立即飘起来。但“氢”也可以非常“重”,可以让载人客车跑起来。南京航空航天大学能源与动力学院副研究员张凯表示,在北京冬奥会上,绿色氢能源“大展身手”,不仅主火炬燃烧使用氢能,甚至公交车也使用氢燃料电池。数据显示,2022年北京冬奥会张家口投入了710辆氢燃料电池汽车。整个冬奥会期间,共有1200多辆氢燃料电池汽车运行,是奥运会历史上数量最多的,也是冬季奥运会上服务数量最多的。

“事实上,在2008年北京奥运会和2010年上海世博会期间,氢燃料电池汽车就已经开始‘工作’。”张凯表示。

“在航天领域,它甚至可以‘推动’火箭的发射。”张凯表示,“航天燃料中,液氢和液氧是重要组成部分,不仅环保,而且推力大,是火箭发射很好的推进剂。”

在我们的日常生活中,氢能也开始逐渐“落地”,“例如,氢是工业生产中必不可少的原料。氢也可以在农业、美容和健康等领域发挥重要作用。”

主要特点

绿色环保,但制备成本过高

张凯展示了一组数据:氢作为宇宙中分布最广泛的物质,具有燃烧热值高的特点,是汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水,因此它是世界上“最干净”的能源。氢能研究院执行院长、清华大学副教授王贺武曾对氢能的大面积使用做过解读:理想状态下,1公斤氢气能取代约5升柴油的消耗量,减少约15公斤二氧化碳排放。与柴油、汽油等传统燃料相比,氢气杜绝了颗粒物、氮氧化物等污染物的排放。从长远来看,它对降低温室效应有很大的影响。

然而,张凯表示,目前我国氢能源更多的是从化石原料中提取的,存在三个困难:高成本高能耗、技术瓶颈和缺乏可持续发展模式。

最新研究

构建新型光热系统

氢能源制备效率提高6倍!

河北大学科研人员的最新研究发现,氢能的制备效率取得了突破。河北大学物理学院研究员李亚光在《自然通讯》上发表的最新研究结果显示,通过新型光热系统的构建,6㎡正常光照面积的日均产氢量可达23.27m3,有望实现大规模室外阳光驱动甲醇重整制氢。

“科研人员建立的新型光热系统,提高氢能制备效率的关键在于一种特殊的膜。”张凯拿读者们最熟悉的太阳能热水器做了一个类比,“在普通的太阳能集热管中,太阳光透过玻璃管被涂在热水管外壁上的黑色薄膜吸收,进而转化为热量,但黑色薄膜本身也会在近红外波段发出长波辐射,导致吸收的部分太阳能损失。”

在这个新的光热系统中,这种特殊的薄膜能有效地吸收太阳能并将其转化为热量。同时,其近红外波段的辐射能力显著降低,大大提高了太阳能的转化利用,使系统在较低的辐照下达到较高的温度,加速了甲醇和水的裂解,实现了氢能的高效制备。

根据公开的数据,这种新型光热系统制氢效率是目前文献报道的光催化产氢效率的6倍。

展望未来

氢燃料电池车降低成本后或将普及

这样的画面完全可以想象,未来的“加油站”即将升级为“加氢站”,市民驾驶氢燃料电池汽车进入“加氢站”,为新能源汽车的氢能高压气罐加注氢气,一踩油门、再次上路。

“目前,中国的研究人员和一些汽车制造企业在氢燃料电池的研发方面做出了‘努力’。在未来,我们必须克服氢制备的成本问题。一旦成本降低,氢燃料电池汽车真的有望进入老百姓家里。”张凯表示。

(作者:施晓娟)

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