燃料电池车获可喜技术突破,三分钟加氢跑1000公里,完胜电动汽车

很多人说“新能源车中,氢能汽车才是真正的未来,电动汽车不是”。

对氢能汽车期盼已久的人们现在在听到这样的预测时,总会愤世嫉俗地说“氢能汽车确实是未来,而且它们永远都只能是未来!”

不过,预测未来总是会有风险的,根据最近氢能汽车不断有小型量产的消息来看,这个未来不再是永远,它离我们越来越近了。

现代汽车最近宣布,其中国版的氢燃料电池车NEXO已获牌照,开始量产,加氢5分钟,续航里程达600公里。

紧接着,我国首台自主研发的氢能汽车——格罗夫,终于问世,据称三分钟加氢,续航里程达1000公里。

同时,丰田也宣布其新型的氢能汽车Mirai将于今年底在美国加大量产,5分钟加氢,续航里程超过500公里。

法国汽车制造商雷诺集团也推出了他们新颖的氢燃料电池概念车Scénic Vision,声称5分钟加氢可行驶800公里。

从这些消息中不难发现,氢能汽车一个最大的优势是加氢时间与汽油车加油时间一样短,续航里程和汽油车也旗鼓相当,甚至超过汽油车,这两点可以说完胜电动汽车。

这里先明确一点,氢能汽车分为两种:一种是氢内燃汽车,以内燃机燃烧氢气及空气中的氧气产生动力,将化学能转化成机械能,类似于现在的汽油车;另一种是氢燃料电池汽车,是使氢或含氢物质及空气中的氧通过燃料电池以产生电力,再以电力推动电动机,将电能转化成机械能,所以这一类汽车也被归为电动汽车。

前者的续航里程很短,少有研发,所以氢能汽车一般指的是后者——氢燃料电池车。

尽管由锂离子电池推动的汽车和由氢燃料电池推动的汽车都属于电动汽车,前者通过充电将电能储存于电池中备用,后者使氢气与氧气通过燃料电池发生反应产生电力以推动电动机,但是人们更喜欢将前者称为电动汽车,后者称为氢能汽车,以示区别。

既然氢能汽车优势这么明显,为什么新能源车中它没有发展起来,反而是电动汽车成为了主流呢?

因为它的一个非常明显的劣势限制了它的普及,在燃料箱中储存和运输高压氢气会带来非常昂贵的成本和安全挑战。也因此,加氢站非常少。

据最新的消息显示,我国目前已累计建成的加氢站约250座,位居全球第一,而正在运营的以氢燃料电池为动力的车辆主要为客车和重卡。

而美国截至去年底,加氢站总数不超过50个,主要集中在加州。

可见,加氢站要达到普及的程度似乎还非常遥远。

但是,即便如此,鉴于其明显的优势,学术界和工业界都没有放弃研发氢燃料电池汽车,现代和日产都有小型量产,科学家也一直在努力研究降低氢燃料电池的成本及提高它的安全性。

最近华盛顿州立大学的一个研究团队取得了令人兴奋的重要突破,他们创建了一个带有阳极和阴极的转换系统,当用催化剂向乙醇和水的混合物中注入少量电力时,这个系统能够以电化学方式产生纯压缩氢气。

这种方法不必运输危险的氢气,可以使用现有的运输乙醇设施,在加氢站可以轻松地按需生产压缩氢气,而且这个开发的电化学系统使用的电量不到纯水分解氢气的一半,也不需要像其他水解方法那样需要昂贵的膜,极大地降低了成本。

研究人员说,只需要将乙醇水混合物运送到加氢站,通过压缩液态乙醇混合物,使用他们的技术就可直接生产压缩的氢气,供给汽车。

下一步,研究人员在努力扩大技术规模以期真正商用。目前该研究已发表于学术期刊《Applied Catalysis A》上。

这项研究光看结果就令人感到兴奋,如果这项研究能真正商用,那将进一步加速燃料电池车的量产规模。

氢燃料电池车和电动汽车都属于新能源车,电动汽车已经是现在进行时,随着技术持续地进步,氢燃料电池车或许也不再遥远了。

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作者为中国科学院博士,美国藤校研究员,科学技术控,接触一线科技研发,乐于分享,欢迎关注科技酷探。

2022-06-02

2022-06-02