Обсуждение разработки автомобиля на водородных топливных элементах

Когда дело доходит до автомобилей на водородных топливных элементах, это, несомненно, слово, которое часто упоминается. Его появление не только отвечает социальной концепции энергосбережения и низкого уровня выбросов углерода в современном обществе, но также объединяет «максимальную защиту окружающей среды» с рядом черных технологий. Но это не новость, так что за развитие автомобилей на водородных топливных элементах, и будущее продвижения и популяризации каких препятствий?

Что такое автомобиль на водородных топливных элементах?

Автомобили на топливных элементах - это автомобили, в которых используется водород и другие виды топлива для выработки тока посредством химических реакций, а для управления ими используются двигатели. В результате обратной реакции электролиза воды водород объединяется с кислородом воздуха для выработки электроэнергии, необходимой для движения автомобиля. В процессе химической реакции топливных элементов не образуются вредные продукты, а только выделяется вода. Таким образом, автомобили на водородных топливных элементах можно назвать идеальной площадкой для разработки автомобилей с точки зрения защиты окружающей среды и энергосбережения.

По сравнению с электромобилями, автомобили на топливных элементах обладают такими преимуществами, как легкий вес, длительный срок службы, короткое время зарядки и длительный срок службы батареи. С точки зрения веса водородные топливные элементы той же мощности являются нормальными только по сравнению с большим весом аккумуляторной батареи электромобилей, что может значительно снизить нагрузку на автомобиль; Что касается выносливости и зарядки, то, если взять в качестве примера существующий Mirai, для гидрогенизации требуется всего 3 минуты, дальность действия 650 км, а срок службы батареи более 20 лет, что делает невозможным доступ к электромобилям.

Помимо сравнения огромных преимуществ электромобилей, он также уникален для заправки транспортных средств (включая смешивание). Во-первых, это защита окружающей среды. Выбросы автомобилей на водородных топливных элементах - это только вода, и преимущество транспортных средств, работающих на топливных элементах, с точки зрения загрязнения выхлопных газов очевидно; Во-вторых, его структура проще, удобнее в обслуживании и обслуживании, а также ниже процент отказов.

Так что это такое очевидное преимущество автомобилей с водородными топливными элементами, почему они не так хороши, как идеальная натриевая соль, которая быстро продвигалась и разрабатывалась? Причина этого в том, что многие проблемы все еще затрудняют его популяризацию.

Технические барьеры

Технология водородных топливных элементов имеет высокий порог и требует огромных инвестиций. В настоящее время большинство автомобильных компаний в этом отношении слабы. Отсутствуют соответствующие НИОКР и промышленная подготовка водородных топливных элементов. К ним относятся такие ключевые материалы, как биполярные пластины катализатора, а также высоковольтные резервуары для хранения водорода, циркуляционные насосы для водорода и т. Д., Которые не имеют возможности для массового производства. Для формирования всей производственной цепочки потребуется время.

Контроль стоимость

Для топливных элементов самая большая проблема заключается в том, что они не могут использоваться в больших масштабах. Согласно последним данным правительственного департамента США, в 2017 году на каждые 1000 комплектов топливных элементов системы топливных элементов с протонообменной мембраной мощностью 80 кВт стоимость системы топливных элементов составляет 179 долларов США / кВт (включая хранение водорода под высоким давлением). резервуары, батарейные реакторы, блоки управления мощностью и т. д.). Стоимость производства 10 000 систем топливных элементов составляет 79 долларов за кВт, из которых стоимость энергетических реакторов составляет 39 долларов за кВт.

Взяв в качестве примера Mirai, производство автомобилей увеличилось до 2000 в 2016 году, а в 2020 году эта цифра достигнет 30 миллионов. С этими данными стоимость одной аккумуляторной системы по-прежнему превышает 10 000 долларов США по сравнению с литиевыми батареями. Стоимость по-прежнему высока.

Самая большая проблема с ограничением применения топливных элементов - это катализаторы. Платиновые катализаторы дороги и легко токсичны, но другие катализаторы имеют худшие характеристики по сравнению с другими. Обычный метод для этого - превратить материал катализатора в наноразмерные частицы и использовать наименьшее количество катализатора для достижения максимального эффекта. Конечно, новому поколению Мириам удалось снизить спрос примерно на 90% платины, что также является огромным прорывом.

Эффективность преобразования энергии топливных элементов

Мы знаем, что ни одна энергия не может быть преобразована в другую, эффективность преобразования не может быть 100%, а электромобиль напрямую использует электроэнергию, а относительная эффективность относительно высока. Напротив, топливный элемент сначала преобразует электрическую энергию в химическую, а затем ее можно преобразовать. Потери энергии в середине намного больше.

Угрозы безопасности при производстве и транспортировке водорода

Водород - это очень опасный газ. Он не только легко воспламеняется, но и обладает определенной степенью удушения. Следовательно, проблема транспортировки водорода приведет к крупным авариям. Помимо осторожности при транспортировке, соответствующий персонал должен быть оснащен профессиональным детектором водорода для обнаружения утечек водорода.

Производство водорода отличается от производства водорода. Хранение и транспортировка водорода, полученного электролизом воды и другими методами, к станциям гидрирования, является ключевым звеном в широкомасштабном продвижении и применении транспортных средств на топливных элементах. В настоящее время технологии хранения и транспортировки водорода в Китае все еще недостаточны, и лишь немногие предприятия могут завершить хранение и транспортировку. Общий уровень предприятий по подготовке и заправке водорода все еще недостаточен.

Хотя преимущество транспортных средств на водородных топливных элементах состоит в том, что время гидрирования невелико, оно занимает всего 3 минуты. Однако завершение заполнения за такой короткий период времени представляет собой серьезную проблему для несущей способности всей системы. Если концентрация водорода в процессе слишком высока, существует опасность взрыва.

Зависимость от инфраструктуры, такой как водородные заправочные станции

Развитие автомобилей на водородных топливных элементах неразрывно связано со строительством инфраструктуры, например станций хранения водорода. Если автомобили на топливных элементах не будут хорошо продаваться, соответствующие компании не захотят размещать избыточное оборудование для гидрогенизации. Если не удастся популяризировать станции хранения водорода, это неизбежно скажется на широкомасштабном продвижении автомобилей на водородных топливных элементах. Ставки очевидны.

Транспортные средства на водородных топливных элементах, несомненно, имеют светлое будущее и широкие рыночные перспективы, но нельзя игнорировать проблемы, с которыми они сталкиваются в своем развитии. Вся производственная цепочка, от производства водорода до хранения и транспортировки, еще не сформировалась. Только при правильном обращении и решении проблем и скрытых опасностей, встречающихся в этих процессах разработки, его массовое производство и популяризация могут стать реальностью. Поскольку будущее автомобилей на водородных топливных элементах может идти против тренда, мы продолжим уделять этому внимание.

Страница содержит содержимое машинного перевода.