理论教育 水能燃料,驱动新能源汽车

水能燃料,驱动新能源汽车

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:2008年6月18日,日本Genepax公司在大阪举行新闻发布会,展示了一种以水为燃料的全新燃料电池技术,称为WES水能系统。“竹冈”微汽的Reva水做燃料电动车据该公司介绍,此系统的主要特征是使用了一种名为膜电极组的技术,可以将水通过化学反应分解为氢气和氧气,进而以此推动汽车前进。

水能燃料,驱动新能源汽车

据悉,用水作为燃料汽车也不是近期的发明,早在20世纪80年代,美国人斯坦利迈耶就发明了水能沙地汽车,他的发明代表水燃料技术的最高水平,但是这名发明家在1996年猝死,他的专利发明至今无人能破解。2008年,有媒体披露一日本公司曾推出水能环保汽车,仅需要1公升水即可以80千米时速跑一小时,可惜这款产品在上市之前就夭折了。

2008年6月18日,日本Genepax公司在大阪举行新闻发布会,展示了一种以水为燃料的全新燃料电池技术,称为WES水能系统。发布会上说Genepax公司已有120瓦和300瓦两种燃料电池,并将一套功率为300瓦的WES装进“竹冈”微型汽车公司生产的Reva电动车,成功实现1升水行驶1小时的惊人成绩,并且速度还达到了每小时80千米,无论采用雨水、河水或海水,任何水均可。

公布的以水和空气发电的燃料电池系统,是一种名为“水能量系统(WES)”的新燃料电池系统技术,利用水来充当燃料,且不排放二氧化碳。此系统将外来的水和空气分别供给该燃料电池和空气电极,从而产生出电力。此系统的基本发电原理类似于平常的氢燃料电池,当水被注入位于车尾的水箱后,里面的发电机就会将水分解,并用其产生电力。

“竹冈”微汽的Reva水做燃料电动车

据该公司介绍,此系统的主要特征是使用了一种名为膜电极组的技术,可以将水通过化学反应分解为氢气和氧气,进而以此推动汽车前进。虽然该公司并没有透露详细的技术细节,不过可以成功采用此技术让MEA利用水生产出氢来。这一化学过程类似于氢化金属和水反应产生氢,但他们表示这种技术效率是目前为止最先进的,比现有的技术效率更高,成本也更低,能让水产生更长时间的氢。

在这种新技术下,该燃料电池只需水和空气就能制造出氢,因此就可以不用再配备贮存高压氢的油箱了。而且,膜电极组不需要特殊的催化剂,只需一些稀有金属——铂,这在现有的系统中也存在。

因为不像直接甲醇燃料电池那样使用甲醇当燃料,所以这种新系统不排放二氧化碳。此外,它的寿命可能更加长久,由于传统燃料电池中一氧化碳会导致催化剂中毒,从而造成其催化性能被削弱,相反此新系统的燃料电极上不会产生一氧化碳,从而能延长电池的使用寿命。据测算,其寿命可达1年以上。

在新闻发布会上,该公司展示了一个输出功率为120瓦的燃料电池堆和一个输出功率为300瓦的燃料电池系统。在演示中,120瓦的燃料电池堆首先由干电池驱动的水泵提供了水,当它发电时,即使在水泵关闭后,它也能运转起来。这时,该燃料电池堆的电压为25~30伏。因为该燃料电池堆由40节电池排列而成的,其每节电池的输出功率为3瓦或以上,电压约为0.5~0.7伏,电流约为6~7安。由于该电池的反应面积只有10 x 10厘米,其电力密度可能只有不到每平方厘米30毫瓦。

与此同时,通过泵加入水和空气之后,300瓦的燃料电池系统也被激活了。在演示过程中,Genepax用此系统开启了电视和带铅酸充电电池的照明设备。此外,此300瓦系统还被安在由“竹冈”迷你汽车制造公司生产的紧凑型电动车“Reva”的行李箱中,在此系统的驱动下,此电动车确实被开动了。该公司打算将来供应一种1千瓦级别的这种发电系统,供电动车和住宅使用。(www.daowen.com)

120W水能源燃料电池内部

300W水能源燃料电池(行李箱左侧)

那么,为什么日本Genepax公司这款水能环保汽车上市之前就夭折了呢?

有一种原因是,这款汽车使用了一种名为膜电极组的技术,系统采用了常温下可与水发生氧化反应的金属或金属化合物。可与水发生反应的金属有锂(Li)、钠(Na)、镁(Mg)、钾(K)及钙(Ca)等。也就是说,实际上,该系统并非像此前公司发言人声称的那样“只需要加水即可行驶”,它消耗的物质当中,真正消耗的“燃料”应当是这些活泼的金属元素。

如果真正要实现量产的话,这套系统还需要解决燃料的来源问题。事实上这些活泼金属元素在自然界当中并不能以单质形式存在,而提炼这些物质同样要消耗大量的能源,而这些能源按照目前的技术水平大部分还是需要通过石油、天然气、核电等并不环保的方式来提供。可见,这套系统并不能解决能源紧缺问题。同时这套系统还会排放出这些金属元素参与组成的强碱盐类,在汽车行驶一段时间之后,仍然需要进行集中处理,这些盐类实际上就变成了汽车的“排放”。

无独有偶。2012年8月的一天,巴基斯坦伊斯兰堡的一位叫阿迦·瓦卡尔·艾哈迈德的工程师也宣布,他发明了可用“水驱动”的汽车,原理是通过一种新的、且几乎不消耗能源的方式将水分子中的氢、氧元素分离。

这些年,尽管以水为动力的汽车不算稀奇了,但大多都是电解水产生氢气来驱动。虽然清洁环保,但耗费的电力可不少。来自巴基斯坦工程师阿哈·瓦卡尔曾表示,他发现了一种可以把水中的水分子分裂成原子和氧原子并且放出能量的办法。当时就引发了巨大的争议。因为一般情况下化学键的断裂是需要吸收能量的,化学键的合成则可以放出能量。瓦卡尔的发现却与它相反,号称这种方法能够让水分子分裂成原子并发出能量。这一点曾受到好多科学家的质疑,而瓦卡尔始终没有公布它的科学原理,只展示了自己的摩托车,用事实证明它是可行的。所以对于它的真假大家一直抱有疑问,有人认为这是个笑话,也有人认为是真的。

瓦卡尔安装在摩托上的水燃料罐

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