普及贴:氢燃料电池汽车的安全误区
【编者按】天津港的爆炸引发了我们对化学品及燃料安全性的高度重视,再加上以往电动汽车碰撞后燃烧抑或自燃等事故也不免让部分不明真相的群众对电动汽车心存忧患,更别提用易燃易爆的氢气作燃料的燃料电池汽车了。那么氢气真的比汽油更可怕吗?
2015年8月12日23:30左右,位于天津滨海新区塘沽开发区的天津东疆保税港区瑞海国际物流有限公司所属危险品仓库发生爆炸。据现场消防指挥部消息,当时发生爆炸的地点存放着硝酸钾、硝酸钠等硝酸盐物质。这些固体氧化剂遇热、碰撞都容易爆炸。这一事件是一个严肃的警示,化学品及燃料的安全性再度被聚焦。
让我们来看一下汽车燃料。燃料电池汽车的燃料氢气作为危险化学品被收入在危险化学品目录第2类压缩气体和液化气体的第1项易燃气体。历史上也有多起爆炸事故与氢气有关。所以在这里普及一下氢气安全知识是非常有必要的。同时我们也需要客观的看待氢气这种既危险又安全的物质,以一种开放的心态迎接氢燃料电池汽车的未来。
氢气作燃料并不是什么新鲜事物。早在人们使用汽油、天然气之前,就已经使用城市煤气做饭、开车了。而城市煤气中,大约50%是氢气。人们对城市煤气的安全并没有什么特别的顾虑。今天,人们关注氢的安全,表明对氢更加重视。
任何燃料的安全性都与其本身的性质密切相关。由于氢的特殊性质,使得氢的安全性有不少特点。然而和其他燃料相比,氢气是一种安全性比较高的气体。氢气无毒,不像有的燃料毒性很大,如甲醇就很危险。2000年11月,肯尼亚内罗毕郊区曾发生过添加甲醇的私酿酒一次导致140多人死亡的重大事件。
氢气在开放的大气中,很容易快速逃逸,而不像汽油蒸汽挥发后滞留在空气中不易疏散。有人做过试验,两辆汽车分别用氢气和汽油作燃料,然后作泄漏点火试验(见图1)。可见,点火3秒钟后,高压氢气产生的火焰直喷上方。而汽油由于比空气重,则从汽车的下部着火。到1分钟时,氢气作燃料的汽车只有漏出的氢气在燃烧,氢气汽车没有大问题;而汽油车则早巳成为一个大火球,完全烧光。这说明了氢气汽车要比我们现在普遍使用的汽油汽车安全得多。
由于氢焰的辐射率小,只有汽油、空气火焰辐射率的十分之一,因此,氢气火焰周围的温度并不高。有文章指出,在类似上面的试验中,氢气在后背箱位置燃烧,而汽车后玻璃安然无恙,窗内温度还不到20℃。
氢的粘度最小,所以它具有最大的泄漏速率。但氢还具有另外一个特性,即极易扩散。氢的扩散系数比空气大3.8倍,若将2.25m 液氢倾泻在地面,仅需1分钟,就能扩散成为不爆炸的安全混合物,所以微量的氢气泄漏,可以在空气中很快稀释成安全的混合气。这又是氢燃料一大优点,因为燃料泄漏后不能马上消散是最危险的。
因此,大家不能因为近年来氢气作为汽车燃料后就放大其易燃易爆的安全隐患,只要作为燃料,其危害性就存在。然而在很多方面,其安全性都是高于如汽油等燃料的,我们只要遵守安全使用规则,就能将危害扼杀在摇篮里。