当前位置: 内燃机 >> 内燃机前景 >> 宝马氢燃料电池技术解析让汽油柴油见鬼去
从汽车发明到现在多年时间了,世界早已经发生了翻天覆地的变化,汽车也不例外。但作为每一台车的动力源---发动机,却和一百多年前一样,还在使用着汽油柴油等化学燃料,我们不禁要问,在人类科技高度发达的现在,难道就没有比内燃机更好的选择吗?
对这个问题,大部分厂家选择了纯电动作为答案,但纯电动车毕竟还面临着这样那样的问题,比如充电问题,比如续航问题,这些都意味着纯电动车,只是在汽车动力系统进化路上的一个过渡,那真正的未来动力是什么?
其实这个答案,早在90年代末期就已经有了,那就是氢燃料电池。早在80年代初期,奔驰便已经开始了对氢燃料电池的研发,但后来因当时工艺和技术条件限制,只能不了了之,随着科技的发展,最近两年,氢燃料电池又再次出现在媒体的聚光灯下,继本田FCX投产、奔驰宣布量产氢燃料电池模块后,宝马也终于投入到氢燃料电池的研发中来,在今年的宝马研发与创新大会上,宝马推出了基于i8的氢燃料电池试验车,该车把i8身上的内燃机移除,改为燃料电池系统,最大输出功率为匹。宝马表示,相关的量产车型将会在年正式推出市场,那到底什么是氢燃料电池呢?这种技术为何能成为汽车的未来动力?
氢燃料电池系统工作原理
氢燃料电池,从原理上看类似于电解水的反过程。整套系统分为储氢罐、氢燃料电池、氧提取装置和控制电流输出的装置组成。作为系统的核心,氢燃料电池内部分为三个部分,阳极、阴极和位于两极之间的氢电解质。其中,储氢罐负责把液态氢转化为气态氢,接入燃料电池的阳极,氧提取装置从空气中提取出纯氧,输入到燃料电池的阴极。通过密封在电池阴阳两极内的催化剂,氧气与氢气在电解质的作用下反应,释放出电子,同时,氢和氧结合为水,排出车外,这些释放出来的电子经过聚集后,便可形成电流,供给电机驱动车轮和车内其他用电装置。因此,只要不断有氢供应,这个反应就会不间断进行(氧气从空气中制备),这就是氢燃料电池的工作原理。
仍面临难题
其实工作原理上很简单,就是把电解水这个过程反过来就行了,但氢燃料电池技术的真正难点还有很多,首先,燃料电池本体需要输出非常大的电流,这对于整个“反电解”过程的每一步都提出了非常高的要求。相比内燃机或者传统锂电池车,这需要高得多的技术储备和研发能力。这点,让素以黑科技著称的奔驰和本田,足足研究了30多年才得出成熟的解决办法。而据知,宝马同样在研究了很长时间后,今年才拿出了成果。
除此之外,氢燃料电池车还面临着另外一个大问题:氢的储存。在这类车中,氢是以液态的形态储存在储氢罐中,液态氢的表面张力非常大,而且相比汽油要更加易燃,爆炸威力更高,因此,对储氢罐的安全性研究,一直是一个大难题,当前,包括宝马、奔驰、丰田、本田、通用在内的少数厂商,已经初步解决了储氢罐在遇到事故情况下的安全性问题,但,阻碍燃料电池车推广的,还有一个问题---加氢站的建设。
在这方面,美国和我国无疑走在了世界前列,它们都已经开始在大城市中铺设高压加氢站,甚至在我国一些城市中,已经有氢燃料电池公交车投入运营,相比美国来说,我国在氢燃料电池车方面的动作显得更快
后记:
可以预知,在未来,氢燃料电池车将会取代内燃机,成为未来汽车的主要动力,但在美国发现大规模页岩气田,欧佩克不断降价的情况下,燃料电池,还会受到来自原油输出国和天然气的强烈竞争,但其前途,依然是光芒万丈的。
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