日产公开新燃料电池系统 居然和丰田与本田的大不一样!
【编者按】6月14日,日产汽车公司宣布其研发了一种新的燃料电池车动力系统。这一系统名为“e-Bio Fuel-Cell”,从生物乙醇中提取氢气,不需要高压储氢罐也不需要使用白金或稀有金属作为触媒。与丰田燃料电池车Mirai和本田燃料电池车Clarity Fuel Cell相比,可以大大降低成本。
6月14日,日产汽车公司宣布其研发了一种新的燃料电池车动力系统。这一系统名为“e-Bio Fuel-Cell”,从生物乙醇中提取氢气,不需要高压储氢罐也不需要使用白金或稀有金属作为触媒。与丰田燃料电池车Mirai和本田燃料电池车Clarity Fuel Cell相比,可以大大降低成本。这也是世界首例将固体氧化物燃料电池(SOFC)应用于汽车。
日产计划2020年将这一系统搭载于商用车,面向盛产生物乙醇的国家和地区销售。搭载车辆使用普通尺寸的燃料箱,预计续驶里程可达800km。
与Mirai和Clarity Fuel Cell的区别
日产从电动汽车的应用形态出发去考虑燃料电池车,灵活应用了通过纯电动车积累的核心技术——驱动电池和驱动电机。而电动汽车的地位依然是承载着日产电动化战略的车型,这一点并没有动摇。
那么日产的所公开的这一燃料电池系统与丰田和本田销售的燃料电池车有何区别?
首先,燃料电池的种类不同。燃料电池发电需要氢和氧,这一点是共通的。丰田Mirai和本田Clarity Fuel Cell都是将高压储氢罐中储存的氢气直接输送到燃料电池包来发电。但是,日产的燃料电池系统时在改质器中加热生物乙醇得到氢气,然后将氢气输送至燃料电池包发电。而且,所使用的生物乙醇并不苛求100%的浓度,只要45%的浓度就足矣,对品质也没有什么特别的要求。
另一方面,由于Mirai和Clarity Fuel Cell都是通过氢气与空气中的氧气反应来生成电力和水,所以不会排放二氧化碳。然而日产燃料电池系统中,生物乙醇在改质器中分解时,生成氢气的同时也会产生二氧化碳。不过,考虑到生物乙醇的原料——甘蔗在生长过程中会吸收二氧化碳,结果上也并没有增加多少二氧化碳。

低成本是大魅力
选择用生物乙醇作为燃料电池车的燃料,低成本是它的一大魅力。
首先,生产氢气和建造加氢站需要巨额的投资,但生物乙醇在巴西和北美等地区一直在生产,已经有成熟的流通网络。巴西乙醇生产和利用技术世界首屈一指,乙醇汽油已经是一种成熟的汽车燃料,加油站都供应乙醇汽油。所以到时候只要日产的乙醇燃料电池车一上市,就可以立刻无障碍使用。而且生物乙醇的浓度只需45%,使用成本甚至有望低于丰田Mirai和纯电动车。

丰田和本田的燃料电池车都搭载了高压储氢罐,不仅要求高耐压,还要使用轻量化材料。而乙醇燃料电池车用普通的油箱就可以了,大大降低了材料成本。而且储氢罐体积很大,不用装储氢罐,车辆的布局设计也简单了很多。
固体氧化物燃料电池是啥?
固体氧化物燃料电池利用低纯度的氢气就可以发电,转化效率高达60%,而汽油发动机的能量转化效率也就38%~42%。而且它不需要触媒,因为在700℃~800℃的温度条件下很容易反应。
那么为什么固体氧化物燃料电池过去一直没有应用于燃料电池车呢?原因之一是如果达不到700℃~800℃的温度条件,就无法进行反应,也就发不了电。以日产目前的研发进度,提升温度需要1~2小时。而且考虑到汽车起动和停止时,电池的温度会频繁地升降,容易造成燃料电池损坏。
但是,据日产研究人员称,固体氧化物燃料电池的材料和缩短工作温度上升时间的技术有望迎来突破,降低工作温度的技术也在研究中。而这些都是日产计划2020年量产之前需要攻克的课题。



