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直接加氢成本高 那用甲醇燃料电池曲线救国呢?

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甲醇氢燃料电池是什么技术呢?他与氢燃料电池又有什么关系呢?

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网易汽车8月28日报道 各位好,本期严选EV Daily科普跟大家分享一个曲线救氢的新能源技术。


事情是这样婶的~

几天前,国内某造车新势力甲醇燃料电池工厂奠基,这家企业将在山西某城市投资20亿元,建成年产8万台套的甲醇氢燃料电池动力系统工厂。按照计划,其首款搭载甲醇氢燃料电池的车型最快在2022年投放市场。

去年沸沸扬扬的水氢事件告一段落后,甲醇氢燃料电池又一次站上了话题热榜。


很多人对氢燃料电池汽车并不陌生,毕竟丰田的Mirai、现代NEXO等氢燃料电池汽车在国外都已经量产应用。


氢燃料电池汽车原理也很简单,说白了就是氢气和氧气发生化学反应产生的电能驱动车辆。

而却这个过程中只产生纯净的水,相对于燃油车有绝对的环保优势。

丰田FCV使用的燃料电池
丰田FCV使用的燃料电池

因此氢燃料电池也被看做是汽车产业的终极技术。

#氢燃料电池汽车面临3大挑战

说了这么多好处,但我国发展氢能源汽车也面临氢气制造/储存/运输成本高氢燃料堆核心技术不足加氢站数量太少等三个主要障碍。


此外,我国当前新能源路线更倚重插电混动和纯电动,氢燃料电池技术重视度相对较低。

说了这么多氢燃料电池,那甲醇氢燃料电池又是什么呢?

他与氢燃料电池又有什么关系呢?

#甲醇重整-移动的车载制氢站

甲醇氢燃料电池准确的说叫是,甲醇重整制氢燃料电池系统。

它的本质是在氢燃料电池系统的基础上加了一套甲醇制取氢气的装置。

这样就可以通过加注液态甲醇在车上产生氢气,再以氢气在燃料电堆中发电,为汽车运行提供动力。

可以理解为将制氢装置搬到了车上,通过甲醇一边制氢一边使用,省去了中间商环节,也降低了氢气运输和加氢站的负担。

一套甲醇重整制氢燃料电池系统,通常包括甲醇重整器、燃料电池电堆和能量管理系统等模块。

它的工作原理是将甲醇与水的混合液在重整器内转化为富氢重整气。


重整气进入燃料电池电堆后,跟之前讲的燃料电池反应原理就没太大差异了。

氢气在阳极的催化剂表面形成质子和电子,质子透过质子膜,电子从外电路进入阴极。在阴极的催化剂表面,质子、电子与氧气结合生成水蒸汽,流经外电路的电子则形成电流,向外部供应电力。

#甲醇氢燃料电池有啥优势呢?

相比直接给车辆加注氢气,甲醇重整制氢的优势在于成本低

我国能源结构以煤炭为主,其中多数还是高硫劣质煤,不适宜直接用作发电或制造燃料,但可用生产甲醇且成本低。

不过,很多人也有疑问,甲醇本身就可以作为动力来源给车辆提供动力,如果再通过制氢环节,转换多了一步,效率变低,能量损失不也更多吗?


话是没错,不过这事如果从综合效率来看,甲醇制氢还算合适。

简单的说,甲醇制氢在制造过程中能量会损耗,而其他方式制氢在运输环节损耗更大。

例如,运输环节中甲醇在常温下就可以实现运输和存储,没有高压泄漏爆炸的风险。液体甲醇也比气体燃料更大的降低运输成本。

环保层面,相对于氢气、汽油和天然气,甲醇对环境更友好,其属于易燃不易爆的化学品,易溶于水、易降解、不会对土壤河流等产生污染。

另外,在燃料加注环节,通过对现有加油站进行简单的密封件改造就可以用于加注甲醇,相比单独建加氢站也大大降低了成本。

当然,与氢燃料电池汽车一样,甲醇重整制氢上车同样面临诸多挑战。

#甲醇氢燃料电池技术难点有哪些?

甲醇重整之后的气体杂质对燃料电池电堆内的催化剂影响较大,催化剂铂是贵金属并且很骄气,输入电堆中的气体纯度不高容易导致催化剂中毒。

我国在上海世博会期间曾投入百辆燃料电池汽车,就曾有过催化剂中毒导致车辆出现故障的情况。

为了避免催化剂中毒,国际上大多采用高温甲醇燃料电池。虽然这条技术路线解决了催化剂中毒问题,但在反应过程中对水的管理要求比较高,技术成本也比较高。

此外,电流密度较低这种特性有决定了甲醇氢燃料电池在乘用车上尚有前景,但对商用车却不太适用。

从技术的角度看,甲醇氢燃料电池汽车迈向商业化还需要克服诸多困难,短期内试点可以,大规模普及尚需时日。

未来几期,我们还将跟大家探讨除了速度快5G汽车还能干啥?特斯拉带货的V3超级充电桩究竟哪里好?风口上的换电模式前路凶险or未来可期?零钴电池离我们还有多远?等话题,敬请期待。

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