2017年8月21日对中国的水动力汽车发展是个不平凡的日子。因为全球首辆水氢燃料汽车在浙江金华由青年汽车集团正式发布。据介绍,青年汽车发布的是青年曼卡物流车,通过车内的特殊转换装置可以将水转化为氢气,再输入氢燃料反应堆产生电能,驱动汽车行驶,续航里程可达1000千米。青年汽车相关技术人员透露,水氢燃料车的最大秘密是一种特殊的催化剂,它可以将水转化成氢气。这就是不烧油不用电的、烧水的汽车。
青年汽车的这款卡车,加水就能跑,而且不论加自来水、河水还是海水,统统都没问题。不仅如此,其增加的成本并不高,未来随着规模化还有望和传统柴油车相媲美。更神奇的是,其只须加入一种拥有专利的铝合金催化剂即可,而且这种催化剂不仅好买价格还不贵。
这个消息对于汽车行业具有跨时代的意义,要知道奔驰也曾研究过水燃料车,但是现在还没有实质性的进展,据说要到2025年才能上市。
水氢燃料曼卡物流车
水氢燃料的青年客车
青年汽车集团表示,水氢燃料的客车和卡车续航可以超过500千米,而轿车,能够达到1000千米。青年汽车之所以能在奔驰之前突破技术障碍,得益于他们发现的一种神秘催化剂。这种催化剂早在2013就已经被发明并申请专利。
大家是不是很期待,估计不久的将来,汽车真的可以不加油,不用电,加水就能跑,再也不用担心路上找不到加油站了。
相较于发展迅速的电能来说,氢才算得上是真正的清洁能源,因为现在电能的主要来源还是火力发电,真正依靠风能、太阳能发电的比例较低;而氢可以说是无处不在,常见的水就可以作为氢的主要来源,水分解后产生氢气和氧气,也不会对大气有任何污染。
那么,为什么不用水分解后产生的氢气当能源呢?
水电解后产生氢气和氧气的原理
一是成本问题。想要在自然界获得氢是比较困难的,通常都是通过化学反应来获取,甲烷和水经过高温产生一氧化碳和氢气,或者电解水产生氢气和氧气,前者依然会产生污染,用在汽车上也不可行,后者的成本太高利用电能分解出氢气,还不如直接用电。
二是储存问题。氢气的易爆性很强,如果是气体状态下的话运输量低,成本会很高;液态氢不仅压缩难度高,还会增加易爆性,历史上曾经有过氢燃料飞艇爆炸的事件。如果不能解决氢气的储存问题,谁也不愿意拉着一个不稳定的“炸弹”满街跑。
其实,氢燃料汽车的原理很简单,空气中的氧气和储氢罐中的氢气在发电装置中发生反应,产生电能输送给电动机驱动车辆,化学反应产生的水直接排出车外,多余的电能储存在电池中备用。(www.daowen.com)
但是,如果想要完全在汽车上实现,还需要解决发电、升压、储氢三大难题。目前,丰田Mirai应该是唯一真正实现量产并上市的氢燃料汽车,丰田研发的燃料电池系统包括燃料电池堆、燃料电池升压,高压储氢罐已经基本解决了上述难题。
Mirai采用了常见的三厢车造型,传统的发动机舱里面并没有发动机,而是电动机和相应的控制单元,燃料电池堆和高压储氢罐放置在了车内地板下方。
燃料电池堆虽然被称为电池,但它并不是为了储存电能,而是能量的来源。氢气燃烧后产生的能量,先要经过它来转化为电能,然后进入升压系统,才能驱动车辆行驶,Mirai的升压系统最高能够将电压升至650V。
并且,Mirai的燃料电池堆功率密度也由早期的每升1.5千瓦,经过技术改进达到了每升3.1千瓦,不仅功率更大,体积也相应地变小,能够提供更大的乘坐空间。电池日常保养仅须加冷却水即可,不需要特别照顾,比较省心。
氢气的储存罐
氢燃料汽车的储氢、发电装置
丰田Mirai的氢燃料汽车
Mirai的燃料电池堆
驾驶室后像柜子一样巨大的蓄水箱
巨大的蓄水箱:正视图
再来说说此次亮相的首辆水氢燃料汽车,是基于青年曼卡物流车改造而来。在车头也就是驾驶室后,有一个像柜子一样巨大的蓄水箱,并且配备了过滤系统。其中车顶的两个蓝色的为气体过滤瓶,主要是为了保证氢气的高纯度。
自然界获取氢的两种途径
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