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燃料电池:谁都不能放弃的"终极"技术

2010-04-16 22:22:14 来源: 网易汽车 跟贴 0 手机看新闻

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网易汽车4月16日专稿

周庆磊/文

如果以实现产业化的时间进度看,目前可用于替代汽油和柴油发动机的技术中,燃料电池无疑是最为遥远的,但恰恰也是这种技术,得到了许多国家和企业的青睐,最被看好。

梅赛德斯-奔驰车辆发展部乘用车柴油发动机总监Joachim Schommers就告诉网易汽车,燃料电池是他们认为实现零排放的终极方案,并已在全力推进,并将在2015年有价格足够低的量产车型投放市场。

从技术角度而言,燃料电池汽车具有安静、高效和零污染(或低污染)排放的特点,同时续驶里程完全可以和内燃机汽车相媲美,具有结束内燃机汽车百年统治地位的潜力。

不过从企业的角度而言,情况却不尽相同,既有对燃料电池持积极态度,并以准备量产的奔驰等公司,也有一些企业认为在燃料电池关键的质子交换膜中,铂这种主要催化剂目前还没有好的替代品,这就决定了燃料电池不仅价格高昂,并且铂的储量也不足以支撑汽车工业规模化生产的需求。

当然这其中也有如各个企业在新能源汽车投入方向上差异的因素,但总体而言,即使对燃料电池汽车产业化不看好的人士,也同意在此方向的研发工作不可荒废。

燃料电池原理
燃料电池工作原理

燃料电池车的“两张脸”

燃料电池汽车究竟是什么样的汽车动力技术?

其实从广义的分类而言,燃料电池汽车也是电动汽车的一种,在驱动汽车的电动机、控制系统等部分可能与采用蓄电池的电动汽车差别都不打,只是其电池的能量是通过氢气与氧气发生化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能。

无论何种燃料,在燃料电池中是通过化学反应直接产生电能,所以不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车。更重要的是,相比通过燃烧做工,燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。

燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料,另外一些车辆有可能装有燃料重整器,能将烃类燃料转化为富氢气体。而单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的动力,满足车辆使用的要求。

综合而言,与传统汽车相比,燃料电池汽车具有以下优点:零排放或近似零排放;减少了机油泄露带来的水污染;降低了温室气体的排放;提高了燃油经济性;提高了发动机燃烧效率;运行平稳、无噪声。

不论是液态氢、气态氢、储氢金属储存的氢,还有碳水化合物经过重整后转换的氢是燃料电池的唯一燃料。氢气的产生、储存、保管、运输和灌装或重整,都比较复杂,对安全性要求很高。虽然燃料电池电动汽车近些年来取得了很大进展,但从目前各大汽车公司推出的制造成本上百万美元的燃料电池概念车来看,目前燃料电池的推广还需要解决以下问题:

首先是续驶里程过短,由于氢气储存困难,即使用传统油箱三倍以上的体积储存氢气, 也只能保证汽油动力汽车一半的续驶里程。

其次是氢气的售价并不廉价,因此燃料电池车的运行成本并不令人乐观。

第三是加氢站等基础网络设施建设几乎为零,目前全球范围内投入使用的加氢站仅有100家,并且大部分是用于实验用途的。

因此,汽车业界普遍认同的一个观点是,燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物,代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来,则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时问尚不具备商业化的条件。最乐观的预测,以纯氢为燃料的燃料电池汽车的商业化生产至少还需15年以上的时问,即使在一定程度上实现了商业化,也会是以一种高成本的方式。

(本文来源:网易汽车 ) 郭博
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