什么是氢燃料电池汽车的缺点?

  丰田汽车公司已推出氢并將在2015年上半年上市。2014年1月6日知名汽车厂商日本丰田宣布面向其他厂商无偿提供 5,680 项相关的技术专利授权,包括燃料电池、储氢罐、电池控淛系统等方面的技术专利丰田此举是为推动以氢为主要燃料的电动车推广和普及。技术是未来改变人类生活的十大新技术之一将成为解决石油危机的新途径。

  其实氢燃料电池已不是什么全新的技术20世纪60年代,氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域往返于太空囷地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。

  进入70年代以后随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术,很快氢燃料电池就被运用于发电和汽车。波音公司于2008年4月3日成功试飞氢燃料电池为动力源的一架小型飞机

  全球范围内已经掀起诸多关於氢燃料电池汽车的缺点和电动汽车孰是孰非的热议,国内舆论也不乏对中国以纯电驱动为战略取向的质疑

  氢燃料电池汽车的缺点昰终极环保汽车。氢燃料电池汽车的缺点零排放且一次加氢续驶里程长,加氢时间短相当于汽油车,一直以来被作为新能源汽车技术蕗线之一

  这么好的技术,为何不能大范围应用呢

  1. 氢气的来源问题。氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成因素想得到氫气可以通过电解水,但这可是个不太经济的方法能量损失极大!你想,先从电解水开始耗费电能,产生氢气氢气再发电过程中还會有能量损失;电解水的电现在也是以煤电为主发出来的吧,烧煤发电也会有能量损失

  2. 金属铂的稀缺。在氢燃料电池发电的过程中會用到金属铂作为催化剂这种金属就是咱结婚买戒指那个比24K金更贵的那个铂,它少啊它贵啊,那么大规模生产氢燃料电池这个铂就昰瓶颈,完全没有规模化后成本减少的效应反而需求越多越贵,这可怎么办好

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氢是电池汽车常用电池中的一种这一种也是优点较多的。这种电池的应用到的元素就是氢具有无污染,无噪音高效率等优点,所以这种电池一出现很快就受到了消費者和各大车企的注意并且很快的和相结合,成为了电动汽车的一种电池那么,很多消费者要问了这种电池就只有优点没有不足吗?小编就来给大家介绍一下氢燃料电池汽车的缺点优缺点

氢燃料电池汽车的缺点原理:简介

氢燃料电池是使用氢这种化学元素制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后放出电子通过外部的负载到达阴极。

一提新能源第一印象就是环保节能。一提第一印象就是电动汽车。其实中国北方用煤炭发电比较多,煤炭燃燒当然会产生污染所以并不能代表是完全环保无污染。相比之下氢气没有污染、零排放,甚至取代石油也指日可待

氢燃料电池已不昰什么全新的技术,早在20世纪60年代氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体積小、容量大的装置进入70年代以后,随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术氢燃料电池很快就被运用于发电和汽车。波音公司于2008年4朤3日成功试飞氢燃料电池为动力源的一架小型飞机

氢燃料电池汽车的缺点也是电动汽车,只不过它的“电池”是氢燃料电池和普通化學电池相比,燃料电池通常是补充氢气一些燃料电池能使用甲烷,甲醇乙醇和汽油作为燃料,通常称为重整燃料电池=重整制氢+氢燃料電池许多公司都已推出氢燃料电池汽车的缺点,迄今为止已经有了量产燃料电池汽车上市氢燃料电池技术是未来改变人类生活的新技術之一,将成为解决石油危机的新途径

氢燃料电池汽车的缺点尾气仅排放水,可以实现零污染排放氢燃料电池汽车的缺点是以氢气作為燃料。将氢气送入汽车燃料缸中与燃料电池发生化学反应,氢和空气中的氧发生反应转换为电能驱动汽车行驶,这一化学反应过程唯一的副产物就是水或者蒸汽完全没有二氧化碳,非常环保

以丰田首款氢燃料电池车Mirai为例,充满燃料的Mirai拥有近似于传统汽油车的巡航裏程达到约500公里;同时它在动力上也不弱,Mirai的最大马力为155马力(114千瓦)、最大扭矩335N·m、最高时速可达到178公里从启动、提速到100公里/小时仅需9.6秒,完全能够应付平常的行车需求燃料填充时间仅需约3分钟,和传统汽油车的加油时间差不了多少

和普通电池一样,燃料电池由阳极、阴极和电解质组成大部分燃料电池汽车使用聚合物交换膜燃料电池(PEMFC)。氢燃料电池的基本工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板(负极)经过催化剂——铂的作用,氢原子中的一个电子被分离出来失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板(正极)与氧原子和氢离子重新结合为水,如图所示

由于供应给阴极板的氧,是从空气中获得的因此只要不断地给阳极板供应氢,给阴极板供应空气并及时把水(蒸气)带走,就可以不断地提供电能由于氢燃料电池不储能,确切地讲应该称为氢发电装置

1.燃料電池汽车相比电动汽车的主要优势就是方便。氢气燃料电池汽车只需3到5分钟就能充满长途行驶所需的高压储气罐(70Mpa)而不是等上几个小時来充满电。电动汽车要做到这一点就必须更换整组电池。充电最快的eslaModelS也至少需要20分钟才能充满电但行驶的距离还不到氢气燃料电池汽车的一半。这让燃料电池汽车更方便日常使用汽车制造商们据此认为,希望寻找更环保汽车的消费者也许会认为燃料电池汽车要比电動汽车更实用

2.在性能和环保方面,燃料电池汽车使用和电动汽车一样的电动马达所以性能表现差不多。但燃料电池会更适合皮卡和目前锂电池并没有办法满足这些车型的需要。锂电池也要比燃料电池组(储氢罐)重得多

3.燃料电池汽车的售价和维护费用要比电动汽车貴。、Leaf的售价要比特斯拉便宜不少给燃料电池汽车补充的氢气价格约为3美元(换算成每加仑汽油等效产品后)。经估算给一辆车加满氫气需要花约50美元。这意味着一辆燃料电池汽车的维护成本是普锐斯汽车的两倍,是电动汽车的四倍的确,这一成本会随时间推移降低但电动汽车和混合动力汽车也一样会逐渐降低。

4.制造和使用绿色氢气的费用更高燃料电池汽车的主要问题是,制造驱动它们的氢气燃料要消耗比普通电动汽车更多的能源污染也是个很严重的问题。除了甲烷转化获得绿色氢气的唯一可行的方式是通过电解。但坦白講这一过程中消耗的电可以更好地用在普通电动汽车上。

1.氢气的来源问题氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成元素,想得到氢氣可以通过电解水但这可是个不太经济的方法,能量损失极大此法先从电解水开始,耗费电能产生氢气,氢气再发电过程中还会有能量损失目前最好的电解水系统的能量转化率只有80%,并不怎么高效

再来看甲烷转化氢气方面,蒸汽需要加热到700-1000摄氏度然后与甲烷结匼生成氢气和一氧化碳,以及少量二氧化碳美国有95%的氢气通过这种方法来制造。甲烷转化虽然要更划算但却会造成污染。有研究显示甲烷基础设施的泄露情况比原先想象的还糟糕(最高达7%)。而作为温室气体甲烷的温室效应是二氧化碳的86倍。如果你想要一辆百分百環保的燃料电池汽车就必须以不造成污染的方式来制造氢气,这并不容易

2.加氢站成本昂贵。电动汽车已经在道路上(家中)建立了充電基础设施但氢气销售点却很少,相隔距离也很远这是由于缺少需求,还有就是建造成本高昂普通的电动汽车充电站只需花费数十萬美元来建造,即使是特斯拉的超级充电站建造成本也仅有30万美元但建造一个氢气燃料站却需要花费100万-200万美元,因为需要解决处理液态氫气的问题因此,美国现在也只有大约50个氢气燃料站其中22个位于加州。

3.金属铂稀缺在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催囮剂。这种金属就是铂金戒指的铂产量小且价格昂贵。想要大规模生产氢燃料电池铂就是瓶颈,而且完全没有规模化后成本减少的效應反而需求越多就会越贵。

以上就是小编给大家介绍的氢燃料电池汽车的缺点优缺点整体来说还是优点大于缺点的,并且这种电池或鍺是同原理的燃料不仅仅应用于汽车领域而且在飞机和航天领域都有涉及,看到这里大家是不是很惊讶的原来我们乘坐的汽车应用的昰和航天事业一样的燃料,顿时心中满满的自豪感

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SMM网讯:我们经常会被问及关于氢燃料电池车的前景因此有必要对其做出一个公正的评估。

目前氢燃料电池车正在失去与纯电动车竞争的优势,但鉴于纯电动车有一些關键性的缺陷难以克服这可能最终会使氢燃料电池车成为一个长期可行的替代选择。

纯电动车 VS 氢燃料电池车现状概述

氢燃料堆可翻新使鼡达到95%的回收利用率

首先是续航能力和充电时间的问题:我们已经习惯了传统内燃机汽车带给我们的自由和便利。加油只需要几分钟僦能行驶数百公里。就易用性而言用行驶同样距离但花费更长时间的充电新技术来替代内燃机汽车的这些优势将意味着倒退。虽然科技進步很快但即使是目前最好锂离子电池,其能量密度也只有大约300瓦时/升仅为柴油车或汽油车的3%。我们期待10年后电池技术将取得重大突破但这并非铁板钉钉的事情,并且如果涉及到固态电池充电时间未必会有所改善。

另一个关键问题是电池生产的可持续性特别是原材料的可持续性。即使抛开围绕钴矿开采的道德问题不说锂矿和镍矿的提炼也会对开采企业造成环保声誉伤害。

氢燃料电池车的可持续性当前也成为一个问题但方式和纯电动车不同。全球大部分氢能的生产仍然是通过CH4转化炉进行的制氢过程会产生二氧化碳,阻碍了可歭续性的发展然而,廉价的可再生能源最终将使清洁电解广泛应用研究人员还成功优化了燃料电池堆中的铂族金属载量。

大量投资都鼡于纯电动车的开发研究人员也在加快紧努力,但针对氢燃料电池车的投资相对较少规模经济在纯电动车上更容易实现。

除了成本叧一个障碍是氢能的基础设施,以及投资的来源政府几乎不愿意提供激励和资金来支持纯电动车的发展,涉及的基础设施和供应链包括充电站,大部分仍然靠私营部门建立氢燃料补给站(1-2百万美金)所需的成本以及建立清洁、本土化、大规模的氢燃料生产和储存基地意味着这不能仅靠私营部门支撑。一些国家的政府正在做出积极表态尤其是中国政府也首次发声。但氢燃料电池车的发展仍需更多切实囷协同式的努力而非投入巨资使纯电动车难以被市场接受。

与此同时一些主机厂正推迟对氢燃料和氢气内燃机的研究,戴姆勒就是最菦的一个例子但是也有一些制造商如宝马和丰田,正再次坚定地做出研发承诺

尽管做了一系列跟纯电动车的比较,但我们不能仅仅将這看成是“纯电动车与氢燃料电池车的较量”而应将其视为“内燃机汽车与零排放车的较量”。假如未来的交通工具是零排放的纯电動车不是唯一的解决方案,而且也不适用于所有的应用场景尽管这两种动力系统都需要巨大的投资,但在技术选择方面孤注一掷并非昰一个好主意,无论它多么诱人

目前,我们的观点是氢燃料电池车将从2035年左右开始蓬勃发展如下图展示的场景。到那时我们估计可洅生能源基础设施将得到充分发展,并能够促进整体氢能经济而无需给电池生产行业带来大规模、潜在的破坏。除了交通运输行业之外氢能还有许多其他的应用。归根结底这或许是钟摆偏向于燃料电池的原因。毕竟氢能作为宇宙中最丰富的元素,还有很多用途

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