
氢动力汽车以氢作为汽车的燃料,氢是一种具有很高能源密度的元素,它释放的能量足够能驱动汽车,因此有不少科学家预言,在21世纪以氢能源为燃料的电池将成为汽车的核心技术。
氢能源汽车排放物只有水,不会产生其他污染物,而且氢动力汽车的能源转化率是内燃机的2到3倍,氢燃料电池具有无噪音、无振动的优势,电池的使用寿命长。不过氢能源汽车要比传统动力汽车的成本高很多,而且目前技术还不是很成熟,氢分子又很小,所以对于氢燃料的存储和运输还有些困难,并且在提取氢分子方面也有很大的难度,如果是通过电解水或是利用天然气的的话,这样还是会消耗大量能源的,无法从根本上降低二氧化碳的排放,除非通过使用核电来提取。
氢动力汽车研究历史和方向
目前各大汽车生产商都已经开始了对氢动力汽车的研究,但是研究方向略有不同,有点选择了开发氢燃料电池技术,如大众、通用、戴姆勒·克莱斯勒等,有的选择开发氢内燃机的方向,如宝马汽车。
其中通用汽车早在20世纪60年代末就已经开始研究氢燃料电池驱动的技术了,还与我国上汽集团合作开发了中国第一辆燃料电池汽车“凤凰”,2003年通用汽车推出了“氢动三号”汽车,这款汽车的驱动系统完成了模块化的设计,并且摆脱了对蓄电池的依赖,车的总重小,但是容积与普通车相同。
宝马公司的研究方向是氢内燃机技术,并且在2006年底推出的新款7系氢内燃机轿车,这是世界上首款以氢能源作为驱动力的,零排放的家用轿车,该车搭载的8千克液态氢,并且有氢和汽油两用的燃料发动机,燃料可以通过仪表盘上的转换开关自由切换,在氢燃料驱动时,时速从零到一百只要九点五秒,最高时速能到到230公里。氢内燃机是通过传统汽油内燃机的改动而来的,不需要其他燃料或排除水蒸气,这个氢内燃机的造价要比燃料电池发动机的造价低很多,在成本方面具有很大的优势。
我国的氢动力汽车还处于研发的初级阶段,不过在2007年长安汽车就完成了中国第一台高效排放氢内燃机点火,并在2008年展出了首台自主研发的氢动力概念跑车“氢程”。
关于氢燃料电池发电原理
氢燃料电池的发电原理是电解水的逆反应,把氢供给阴极,把杨供给阳极,氢在阴极向外扩散,并且与电解质发生反应之后,释放的电子通过外部的负载会到达阳极,进而就产生了电。氢燃料电池其实就是一种发电装置,可以将化学能转化为电能,而像是干电池等只是将电能贮存起来,无法自己发电。
关于氢内燃机工作原理
氢内燃机是通过传统汽油内燃机的改动而来的,是直接燃烧氢燃料,不需要其他燃料或排除水蒸气,不过这种氢内燃机的燃料很快就会用完,所以氢内燃机的研究方向是使用液态氢或是氢化物。