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未来能源三分天下必有氢——氢能源&氢燃料电

2018-12-12 05:58admin中国电力时空网

氢能是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采,几乎完全依靠化石燃料。氢能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一个主要研究方向,在光的作用下将水分解成氢气和氧气,关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究,但至今尚未有重大突破,但它蕴育着广阔的前景。

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氢能在可再生能源存储方面的独特优势,“电解水装置可将难以并网的间歇性电能转变为氢能源。与抽水蓄能、压缩空气、二次电池等储能方式相比,氢储能具有地理环境制约少、规模适应性宽、投资成本低、环境友好等显著特征”。比电更容易分散储存,可像天然气一样利用管网进行规模化配送;获取方式多元,既可从煤、石油、天然气等化石能源制取,也可从工业副产品中获得,更可通过可再生能源制取。

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随着中国经济的快速发展,汽车工业已经成为中国的支柱产业之一。2007年中国已成为世界第三大汽车生产国和第二大汽车市场。与此同时,汽车燃油消耗也达到8000万吨,约占中国石油总需求量的1/4。在能源供应日益紧张的今天,发展新能源汽车已迫在眉睫。用氢能作为汽车的燃料无疑是最佳选择之一。

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氢的获取:如何获取廉价氢燃料是氢能源产业必须攻克的重点问题。工业领域的副产氢可以作为廉价氢来源的备选之一。

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氢燃料的储运:

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氢燃料的使用成本:

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氢燃料电池

低温燃料电池根据电解质不同,可分为AFC(碱性燃料电池)、PEMFC(质子膜燃料电池)、PAFC(磷酸型燃料电池)。PEMFC有温度最低、比能最高、启动最快、寿命长等优点,是技术最成熟的电动车动力源。丰田Mirai电池组就采用了GORE-SELECT®质子交换膜技术,这款质子交换膜是基于膨体聚四氟乙烯(ePTFE)制成,可促进氢燃料与氧气之间的化学反应,功率可达114KW。

此次工信部公布的2017年第五批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》三款燃料电池车中,大通FCV80采用的也是PEMFC技术。

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氢燃料电池的优点在于续驶里程长、动力性高、燃料加注时间短,使用方式跟燃油车基本一致,且零污染。这也使得不少业内人士认为氢燃料的发展将会是新能源的重要方向。

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在日益严格环保要求下,新能源汽车市场已逐渐成为趋势。其中,氢燃料电池因续航里程长、动力性能高、燃料加注时间短、适用地域广等优势越发受到国际上的认可,成为汽车产业技术竞争的制高点。燃料氢是地球上取之不尽用之不竭的能源,排放的只有水,没有二氧化碳。简单来讲就是,用氢气作为燃料代替石油,用燃料电池代替发动机,氢气在燃料电池中与氧气发生反应产生电能,而排放物是水。相比于传统燃油动力总成,燃料电池具有能量利用率高、环境亲和力强、能源安全性好等诸多优势。另一方面,从氢燃料汽车本身来说,具有无污染、零排放、能量大、快速补给等优点,并且能源利用效率达到了65%以上,更为重要的是,氢燃料有着非常高的能量密度和快速补给能力,综合来看,氢燃料就是汽车能源的“终极解决方案”。

当然,优势十分突出,氢燃料汽车的劣势却也是十分明显。首先,有关氢燃料方面的技术并不成熟,尤其是氢燃料储存的问题,一直没有很好的办法解决,即使有些车企推出氢燃料车型,也只能小规模的面向市场;其次,氢燃料汽车造价昂贵,受众范围太小,如果想要普及则需要很长的时间过渡,这也是车企们不愿在其身上花费太多精力的主要原因之一;最后,氢燃料汽车的充电问题、售后服务、包括相应的基础设施建设等等,都需要重新布局建设,又是一笔惊天巨账,这些无疑都阻碍了氢燃料汽车的发展。

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