水氫汽車加水就能跑,背後的真正原理是?

2020-12-22 天天CAD

一則有關「水氫發動機下線,車輛只需加水即可行駛」的新聞引發廣泛爭議。那麼關於水氫汽車背後真正的原理是什麼?

一、什麼是燃料電池汽車?

燃料電池汽車,給人的第一種感覺很像是使用新型的燃料替代汽油/柴油注入內燃機從而進行做功運動,其實則不然,我們所謂的燃料電池汽車其實本質就是一臺電動汽車,不過這種汽車不同於普通的電動汽車需要背負沉重的電池組來提供電能,而是像普通的汽車一樣加注燃料,通過燃料電池產生電能,然後再來驅動電動機,進而驅動車輛行駛。

燃料電池的類型有很多種,目前燃料電池汽車大部分都採用了質子交換膜燃料電池技術,而採用的燃料就是我們熟知的氫氣,氫氣被充進車輛上的高壓氣管,然後再需要的時候與空氣一起送進燃料電池內部,通過質子交換膜,氫氣與空氣中的氧氣在催化劑的作用下產生電化學反應,產生電流的同時只生成水,電流用來給電動機提供動力,而產生的水就直接排放出來,理論上講,從排氣管拍出來的水為純淨水,甚至可以直接拿來飲用。

在行駛特性上,燃料電池汽車與普通的電動汽車完全一樣,並且缺少了沉重龐大的電池組,底盤設計的靈活性也可以得到保障,車內的空間也並不會受到太大影響。

二、氫燃料電池汽車的關鍵技術:

氫燃料電池汽車的關鍵技術是氫氣的製取與儲存,這也是限制氫燃料電池汽車發展的一個技術瓶頸。

目前氫氣的製取方法還是非常多的,傳統的方式是電解水產生氫氣,但是這種方式能耗大、成本高,更多的還是用礦物燃料制氫,比如利用化石燃料製取氫氣、從化工副產物中提取氫氣、使用甲醇製取氫氣等等。這些工業大規模製取氫氣的工藝已經比較成熟了,成本相對也比較低,只是需要大型的設備和特殊的反應條件,在常溫下是無法製取的。另外氫氣的存儲是比較困難的,向汽車中加注氫氣也是一個難題。所以,現在不僅僅是中國,世界各國的加氫站都不多,即使是燃料電池技術比較發達的日本,加氫站也不過幾十個而已。

早在2000年,燃料電池汽車就被我國列為新能源汽車的「三縱三橫」戰略之一。不過,目前這一技術的商業化應用仍未大規模展開。

關於「水氫發動機汽車」專業名稱是「車載水解即時制氫氫能源汽車」,其基本技術原理是「鋁合金粉末+催化劑+水」反應制氫,即加水後,水和鋁合金、催化劑等反應,生成氫氣。然後就和氫能源車一樣,提供動力供車行駛。其是否具有商業應用價值,目前尚不明確。

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