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并非“加水就能跑”!“水氢发动机汽车”真相是这样

2019-6-17 18:26:08发布15次查看ip:发布人:

近期社会一大热点是青年的“水氢汽车”,部分媒体抓住当年“水变油事件”,以“加水就能跑”这个噱头疯狂攻击这个新概念。但很多人应该不知道,氢燃料汽车在国内已经有非常久的发展历程。而青年的“水氢汽车”并非大家想象的只加水那么简单,是一项新技术“车载水解制氢”和成熟技术“氢燃料汽车”的结合。笔者在文章中会对大家在这方面认识上的误区,进行简单的分析。
我们先来介绍成熟的氢燃料汽车,很多人会以为氢燃料汽车就是直接将氢气作为一种燃料,来驱动车辆行驶。而实际氢燃料车全名为“氢燃料电池车”,是通过电化学装置,将氢能转换为电能。
上图是当今大多数氢燃料电池客车的布置形式,车顶上安装一套储氢系统,具备完善的超压、超温报警功能,高压、低压危险压力泄放功能,氢气浓度检测功能等系统。
反应设备的特写
在氢燃料储存设备后方的是一个类似于“电堆”的装置,将氢气与氧气进行化学反应,这个反应过程所产生的只有纯净水与能量,原理就是电解水的逆过程。能量输送到车辆底盘的电驱动系统使得车辆前进,而经过反应后产生的纯净水从车厢尾部排出。从科学的角度来看反应产生的水是可以直接饮用的,而且水中还蕴藏着11%的氢气可再次被提取,所以氢气是一种可再生能源并且相当环保。这项技术目前在全球多地都有应用,下面我们列举几个案例。
氢燃料在国内的商用车上应用较多,2008年正值北京奥运年,北京的公共设施都在进行更新换代,其中不乏公交车。奥运会期间,北京就投入使用了氢燃料公交车,在当年可以说是名声不小。从那以后,国内许多汽车厂商开始进行各种氢燃料的研究。
2018年10月,5辆福田欧辉氢燃料公交车投入北京公交384线运营,是近来国内比较知名的氢燃料客车上线案例。车辆上线的第一天笔者也亲自前往该线路体验了一下氢燃料客车,实际乘坐感受与纯电动客车差不多。除了北京,张家口为了迎接冬奥会也采购了一批氢燃料客车。
今年4月份,青年交付了一批氢燃料电池客车给河南南阳,可以看出在氢燃料电池方面青年的技术储备应该十分充足。
美国一直以来也在开展“零排放”的项目,近两年肯沃斯与丰田合作基于t680重卡平台开发了氢燃料港口牵引车,而在今年将会有10辆车直接投入到洛杉矶港口的运营中。
另外国家近几年开始加大氢燃料等燃料电池汽车的发展,针对氢燃料等燃料电池车型推出了相应的鼓励政策。除了针对车辆以外,国家还鼓励加氢站的建设,保证氢气能够得到稳定的供给。
氢燃料电池汽车绝不是什么“弄虚作假”的项目,全球各地都在开展新型能源车的发展,氢燃料是很关键的一环。而如此多的运营案例和政策支持,也代表着氢能源车辆确确实实是一种可发展的车型。回想十几年前,纯电动客车和当前氢燃料车的局势很相似,是通过很多年的大力发展和设施的建设,才使得纯电动车能够如此大规模的出现在大众的身边。
而青年的“水氢汽车”全名是“车载水解即时制氢氢能源汽车”,一些媒体在宣传过程中将名字简化,多少让人产生了误解。该车的技术路线中有一半和我们上文介绍的一样,其储氢设备、反应设备和常规的氢燃料电池汽车基本相同。而与传统车型的不同之处就在于氢气的来源,传统车辆的氢气来自加氢站等设备,而青年则是将氢气的生产集成到了车辆上。
前面我们也提到了,青年的“车载水解即时制氢氢能源汽车”实际上是将制氢设备和驱动设备集成到了一起。制氢设备并不是直接加水进去就可以使用,而是通过车载铝合金水解制氢,利用金属铝与水发生化学反应。需要说明的是,这项专利技术来自湖北工业大学董仕节教授及其团队。
湖北工业大学的说明截图
“虽然铝容易与水反应,但通常条件下由于铝表面与空气接触,会覆盖一层致密的氧化膜,阻碍金属铝与水的接触反应,因而如何有效去除铝表面的氧化膜,加速反应的进行,提高转化率是铝水反应的关键。针对以上难点,可通过优化制氢铝合金的成分以及制备工艺来获得具有高活性的产氢铝合金,实现快速水解制氢。制氢后得到水解产物偏铝酸,可以直接作为阻燃材料使用,高品质的偏铝酸可以用于电池隔膜产业,并可以进一步加工成微纳米级氧化铝,具有较高的经济价值。同时,偏铝酸和氢氧化铝经过加热可以得到品质较好的三氧化二铝。”
上面一段是笔者摘自湖北工业大学的《关于“车载铝合金水解制氢技术”的说明》,其中非常详细的说明了这一整套“制氢技术”是如何实现的。以化学的角度来说这套设施完全可行,而且制氢后得到的产物还可以利用到其他领域,可谓是一举两得。
该套设备理论上来说是可以实践的,但是在实用性、可靠性、安全性这些方面还没有进行更深的论证,而且没有量产的情况下成本一定会非常的高昂。我们不能完全否定这是一项不可能实行的技术,如果以上几个方面都加以论证,该车很有可能就会成为一项新的技术突破。要知道很多新产品在应用之前,经常不会被人们所看好,但是好不好还是要用起来才知道。
所以说“加水就能跑”是一种不严谨的说法,也让很多人与“水变油”这个概念所混淆。实际上氢燃料发展到现在这个现状大家也有目共睹,其可靠性和安全性能够得到保障,技术处于一个饱和的状态。而面对“车载水解即时制氢氢能源汽车”这种新技术的诞生,我们不要想当然的先入为主。如果这项技术真的成熟了,未来汽车的发展很有可能因此而改变。

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