氢燃料电池汽车离我们还有多远?10年?

新能源汽车的发展,离不开动力电池技术的进步,但是随着锂电池电极材料达到极限,单体能量密度也几乎触及天花板。与此同时,同样是被视为新能源的氢燃料电池一直在摩拳擦掌,更有水氢发动机的天方夜谭,可见人们在追求更优的代替方案上,始终未停歇过。

氢燃料电池相比纯电动电池来说,3-5分种即可完成氢气加注,按国际领先水平的丰田MIRAI车型(已量产)来看,满续航里程已经达到502公里。另外氢燃料电池能保证零下20度的低温启动性能,这一点锂动力电池也是无法实现的。对比之下,氢燃料电池在使用便利性上,有着绝对优势。

氢燃料电池原理

我们先来了解一下什么是氢燃料电池。初中化学所讲的电解水实验,其实验原理是对加入氢氧化钠或硫酸溶液的水进行通电,从而分解出氧气和氢气的实验,用来探究水分子的组成部分。

电解水反应

简单的来说,氢燃料电池是利用电解水的逆反应,即氢气和氧气在催化剂的作用下反应生成了水。而在这个过程中,反应过程还会产生电能,供给电动机驱动车辆行驶。

从方程式上我们可以看出,氢气、氧气和催化剂是反应的必要条件。氧气可以从空气中获得,氢气通过加注获得,而反应关键性的催化剂通常选用铂金(Pt),没错就是你我都知道的那个铂金,价格不菲的铂金。

而在氢燃料电池中还有另外两个关键性材料,一个是反应堆内部的质子交换膜,另一个是用于高压储氢的容器,这两样东西同样价格不菲。还以丰田MIRAI为例,所消耗的铂金成本2万、质子交换膜10万、高压储氢罐6万,共计18万。横向对比,传统2L汽油发动机成本只有2万元,特斯拉75kWh电池也仅仅9万元。超高成本的丰田MIRAI虽然已经量产,不过也是在享受政府高额的补贴的恩惠。

而在中国,氢燃料电池除了制造成本高之外,燃料电池的各项技术指标与世界一流水平还相差甚远。好的一面是,中国是全世界最大的制氢国,工业制氢产能2500万吨/年,在燃料电池发展初期,制氢成本相对低廉。不过目前氢气的运输和加氢站建设都不够完善,整个网络远远满足不了中国巨大的用车市场。

无论是从能源安全,或是环保的角度来看,氢能源都有着无可替代的优势,氢能源是未来能源发展的重要方向。或许5年,或许10年,随着氢气使用成本和燃料电池电堆成本的降低,燃料电池将走进民用市场的千家万户。而在这一天到来之前,一些自主品牌未雨绸缪、高瞻远瞩,已经在氢燃料电池这一新兴领域进行布局,以求在下一个行业风口抢占先机。

上汽乘用车-- 荣威950 FCV

荣威950氢燃料电池车由蓄电池和氢燃料电池共同组成。日常行驶中依靠氢燃料电池(两个700bar氢气瓶)提供动力,同时蓄电池可以进行辅助,并可以通过插电式充电口,为其充电。预计其最大续航里程为400公里。

众泰新能源--众泰E200 FCV

众泰E200 FCV是众泰汽车布局氢燃料电池汽车的阶段性战略成果,体现了众泰汽车的前瞻性技术储备和战略布局。新车型续航里程大于450公里,采用永磁同步驱动电机,最大功率60KW,最大扭矩180牛·米,燃料电堆体积功率密度达3KW/L,综合性能处于行业领先水平。

一汽红旗--红旗H5 FCEV

参数不详

东风风神AX7 FCV

参数不详

上汽大通MAXUS G20FC

上汽大通MAXUS G20FC的电机最高功率达到了150 kW,可实现零下30℃冷启动,NEDC综合工况续航里程高达550公里,并且在5分钟内就能完成加氢。

当然了,目前的氢燃料电池车型大多是概念车,不排除部分车企为了蹭氢燃料电池车的概念热度而放卫星、画大饼。


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