剖析燃料电池汽车,为何如此清洁?
【编者按】随着未来中国、美国和欧洲等市场的环保法规收紧,新能源汽车越发成为车企关注的核心。近年来燃料电池技术再次引发车企的兴趣,丰田和宝马的技术合作中包含燃料电池,雷诺-日产和戴姆勒、福特已经签订合作协议。
国际汽车界和能源界普遍认为,燃料电池汽车是节能环保汽车的最终解决方案。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车。如今燃料电池汽车越来越多的吸引人们的眼球,而很多人并不知道为何它如此清洁,接下来小编给大家普及一下燃料电池汽车的工作原理。
首先看看燃料电池汽车的心脏——动力部分。燃料电池是很有发展前途的新的动力电源,一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料作为负极,用空气中的氧气作为正极。
它与一般的电池有个很大的区别:一般电池的活性物质是预先放在电池内部的,因而电池容量取决于贮存的活性物质的量;而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入的。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出,所以被称为燃料电池。
利用这个原理,燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电,所以也可称它为一种"发电机"。为维持电池的正常运转,须持续供应氢和氧,及时排除反应产物(水)和废热。
氢能够担负储能载体的重任,特别是富余电力制氢并储存转化成汽车能源不仅解决了汽车的能源,也为风电等垃圾电甚至富余电力找到了出路。用来制氢并储存是使能源更为长存的利用,而电必须是现输现用,是一过性的。
制氢路线也是不一而足。不仅电力能制氢,还有太阳能、生物质能也都可以制氢,包括从污水处理厂的沼气中通过提取热、电、氢的热电冷三联产法提供低价氢。再有,很多石化企业排放的废气中就有氢气,当然从废气中再把氢气分离出来并进而提纯,仅上海的化工企业就可以提供20万辆氢能汽车的燃料。
下面再来看看燃料电池汽车。燃料电池汽车是电动汽车的一种,它以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动。燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍,据当初的戴姆勒•克莱斯勒公司对NECAR4型燃料电池轿车的测试,燃料电池电堆的能量转换效率为62%。如果除去燃料电池发动机辅助系统的能耗(占16.4%) 和电机及其驱动系统的能耗(占8.1%) ,从“油箱到车轮”的效率为37.7%,远高于汽油发动机汽车16%~18%和柴油机汽车20% ~24%的转换效率。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。



