氫能源的發(fā)展歷程和趨勢(shì),仍面臨這兩大困難
電動(dòng)汽車迅猛發(fā)展的同時(shí)越來(lái)越多的從業(yè)人員發(fā)現(xiàn)電能驅(qū)動(dòng)的弊端,氫能源作為更環(huán)保燃料被更多人拎上桌面,那么氫能源是如何發(fā)展,又會(huì)成為未來(lái)能源主力么?
氫能是一種二次能源,它是通過(guò)一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油、天然氣可以直接開采,今下幾乎完全依靠化石燃料制取得到,如果能回收利用工程廢氫,每年大約可以回收到大約1億立方米,這個(gè)數(shù)字相當(dāng)可觀。
氫能是公認(rèn)的清潔能源,作為低碳和零碳能源正在脫穎而出。重量最輕:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,密度為 0.0899g/l,-252.7℃時(shí),可成為液體,若將壓力增大到數(shù)百個(gè)大氣壓,液氫可變?yōu)榻饘贇。?dǎo)熱性最好:比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍。普遍元色:據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的 75%,除空氣中含有氫氣外,它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中,而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。據(jù)推算,如把海水中的氫全部提取出來(lái),它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍;厥绽茫豪脷淠茉吹钠嚺懦龅膹U物只是水,所以可以再次分解氫,再次回收利用。理想的發(fā)熱值:除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,為142,351kJ/kg,是汽油發(fā)熱值的3倍。燃燒性能好 :點(diǎn)燃快,與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍,而且燃點(diǎn)高,燃燒速度快。
氫能源的發(fā)展其實(shí)并不是近幾年才興起,人類從發(fā)現(xiàn)氫到今天,足有數(shù)百年歷史,而利用氫做動(dòng)力源都有近300年時(shí)間,至今仍然是一個(gè)停留在一個(gè)看不見(jiàn)前景的初步階段。
下面大家看下這個(gè)足有數(shù)百年的發(fā)展過(guò)程:
1425年,瑞士人Paracelsus(煉金術(shù)士及藥物學(xué)家,達(dá)芬奇及哥白尼的崇拜者及研究者)記載硫酸和鐵結(jié)合,會(huì)產(chǎn)生了一種氣體,當(dāng)這種氣體被生產(chǎn)出來(lái)時(shí),它會(huì)釋放出巨大的壓力。
1806年,瑞士人(法國(guó)人)Franois Isaac de Rivaz(發(fā)明家)就完成了氫內(nèi)燃機(jī)車(比卡爾本茨還早快數(shù)十年)
1824年,法國(guó)人Nicolas Léonard Sadi Carnot(物理學(xué)家,卡諾循環(huán)的創(chuàng)立者)根據(jù)Franois Isaac de Rivaz的機(jī)器,開創(chuàng)了熱動(dòng)力學(xué),成為內(nèi)燃機(jī)日后發(fā)展最關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)之一。
1839年,英國(guó)人 William R. Grove(物理化學(xué)家,從前在Humphry Davy那里工作)發(fā)明了真正意義上的燃料電池,而且就是氫燃料電池,取名為氣電池。
1889年,英國(guó)人Charles Langer正式命名燃料電池 。
1932年英國(guó)物理學(xué)家Francis Bacon發(fā)明了氫氧燃料電池,命名Alkaline ,到了50年代實(shí)現(xiàn)了5kW的功率輸出。
20世紀(jì)五十年代,GM開始研發(fā)現(xiàn)代意義的氫燃料電池汽車,1967年完成了工作,命名為Electrovan。
1974年,日本東京都市大學(xué)(從前叫武藏工業(yè)大學(xué))完成Musashi 1武藏1號(hào)(到1997年為止,搞到第10代),是日本最早生產(chǎn)氫燃料電池車的單位。
1984年,西德戴姆勒公司聯(lián)合多家發(fā)布Mercedes 280 TE,可用雙燃料,汽油或者壓縮氫氣,在5500轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生120Kw的功率輸出(比2017年豐田的未來(lái)(首次出現(xiàn)在2014年)還要高6Kw,直接用壓縮氫氣可以實(shí)現(xiàn)更高的動(dòng)力輸出)
進(jìn)入90年代后,參與者越來(lái)越多,1991年,馬自達(dá)展示全鋁鑄氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
豐田第一臺(tái),氫燃料電池車,出現(xiàn)在1997年FCHV-1(氫燃料混動(dòng)電池車一號(hào)),采用氫燃料電池和鎳氫電池混合動(dòng)力,氫燃料電池只有25Kw的功力輸出 ,比馬自達(dá)晚6年。
2000年后,大眾Volkswagen Bora HyMotion,液氫加異步電機(jī),實(shí)現(xiàn)了最高90碼(MPH)220KM的續(xù)航(項(xiàng)目開始于1996年)。
2000年,現(xiàn)代也發(fā)布了自己的第一代氫燃料電池車。
1990年以后還有GM(中間斷了一陣),福特,克萊斯勒,ZEVCO等等參與。
直到今天,盡管少數(shù)車廠宣布少量投產(chǎn),事實(shí)上還沒(méi)實(shí)現(xiàn)真正的成熟:
一是技術(shù)和材料的短板問(wèn)題。目前我國(guó)的氫能源燃料電池的催化劑、質(zhì)子交換膜以及炭紙等都需要通過(guò)進(jìn)口獲取,而且這些還被國(guó)外壟斷。在建設(shè)加氫站過(guò)程中,相關(guān)基礎(chǔ)措施不足,核心技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施,都在不斷增大燃料電池的成本,導(dǎo)致我國(guó)目前只是建設(shè)成功了10座加氫站。我國(guó)應(yīng)該加大研發(fā)力度,研究核心技術(shù),開發(fā)出屬于自己的技術(shù),從本質(zhì)上來(lái)支持和引導(dǎo)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
二是氫能產(chǎn)業(yè)政策體系尚未形成。國(guó)家有關(guān)規(guī)劃只是從戰(zhàn)略上把氫能產(chǎn)業(yè)納入其中,并沒(méi)有形成能引導(dǎo)氫能和燃料電池發(fā)展的政策體系,所以氫能產(chǎn)業(yè)和燃料電池的發(fā)展并沒(méi)有強(qiáng)大的政策支持,導(dǎo)致停滯不前。我國(guó)政府應(yīng)該加快相關(guān)政策法規(guī)的制定,出具操作性強(qiáng)的實(shí)施細(xì)則來(lái)支持氫能產(chǎn)業(yè)餓和燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
目前,除了廣東佛山與云浮,上海、江蘇如皋、浙江臺(tái)州、湖北武漢等地均已經(jīng)出臺(tái)支持氫燃料電池汽車的發(fā)展政策,隨著國(guó)內(nèi)的燃料電池企業(yè)、車企、能源集團(tuán)等紛紛入局,國(guó)內(nèi)的氫能產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)新一輪的爆發(fā)。(來(lái)源:快起步說(shuō)車)
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