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作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要組成部分,氫燃料電池的發(fā)展在全球范圍內(nèi)引發(fā)了關(guān)注,而我國(guó)在氫燃料電池方面也取得了一些進(jìn)展。
近日,國(guó)內(nèi)首臺(tái)最大功率氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)VISH-130A通過(guò)了國(guó)家檢測(cè)中心強(qiáng)檢認(rèn)證,并即將在山西省大同市投入批量生產(chǎn)。
據(jù)悉,該發(fā)動(dòng)機(jī)由大同氫雄云鼎氫能科技有限公司自主研發(fā),功率可達(dá)130kW,其系統(tǒng)各部件采用模塊化集成設(shè)計(jì),并輔以成熟穩(wěn)定的控制策略,整機(jī)具有可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、便于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn),非常適用于重卡、專用車、船舶等大功率應(yīng)用場(chǎng)景。
實(shí)際上,氫燃料電池并非新物種,雖然它被稱為“電池”,但并不儲(chǔ)存電能,而是一種發(fā)電裝置。
氫燃料電池是利用了“氫氣和氧氣反應(yīng)生成水”這一化學(xué)機(jī)制,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,從而為汽車提供動(dòng)力的。它的基本原理是電解水的逆反應(yīng),把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極,氫通過(guò)陽(yáng)極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過(guò)外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
從理論上講,氫燃料電池具有明顯的優(yōu)勢(shì):
◆ 無(wú)污染:氫燃料電池是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng),而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲(chǔ)能(蓄電池)等典型的傳統(tǒng)后備電源方案。眾所周知,燃燒會(huì)釋放COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物,而氫燃料電池只會(huì)產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過(guò)可再生能源產(chǎn)生的(比如光伏電池板、風(fēng)能發(fā)電等),那么其整個(gè)循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過(guò)程。
◆ 無(wú)噪聲:氫燃料電池運(yùn)行安靜,噪聲大約只有55dB,相當(dāng)于人們正常交談的水平,這使得氫燃料電池非常適合于室內(nèi)安裝,或是在室外對(duì)噪聲有限制的地方。
◆ 高效率:氫燃料電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上,這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能,不需要經(jīng)過(guò)熱能和機(jī)械能(發(fā)電機(jī))的中間變換。
雖然氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)眾多,但在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的過(guò)程中,仍然會(huì)面臨著許多阻礙,比如氫燃料成本高、加氫站等配套設(shè)施不足、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)體系落后等。這其中最影響氫燃料電池發(fā)展的,就是缺乏關(guān)鍵零部件的核心技術(shù),而這也是我國(guó)氫燃料電池汽車成本居高不下的原因之一。
目前,在我國(guó)裝車的氫燃料電池汽車中,大多采用的是國(guó)外電堆和技術(shù),其比例估計(jì)達(dá)到70%以上。此前,根據(jù)清華大學(xué)氫燃料電池實(shí)驗(yàn)室主任王誠(chéng)給出的一組相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,其測(cè)試的千余輛車的催化劑大部分都是進(jìn)口的,膜電極幾乎全部進(jìn)口。鉑金作為氫燃料電池的催化劑,產(chǎn)量低且價(jià)格貴,在我國(guó)目前的技術(shù)條件下,鉑金用量無(wú)法降低。
此外,包括用來(lái)壓縮氣體的空壓機(jī)、測(cè)量氣體泄漏的氫氣傳感器等關(guān)鍵部件,還尚未實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口,導(dǎo)致了氫燃料電池汽車的成本居高不下。因此,氫燃料電池汽車商業(yè)化也就難以實(shí)現(xiàn)了。
不過(guò),近幾年國(guó)家的大力扶持和世界的發(fā)展趨勢(shì)為氫燃料電池鋪好了前進(jìn)的道路。相信在不久的將來(lái),隨著關(guān)鍵核心零部件從技術(shù)可行走向市場(chǎng)應(yīng)用,氫燃料電池必將迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇。