充氣3分鐘,能跑700km,豐田這神車能讓你摒棄電動車?

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電池是新能源車儲能的主要元件,可以說電池決定了新能源車到底能跑多遠,但是電池的安全問題也不能忽視,前段時間的特斯拉自燃爆炸事件讓不少特斯拉車主瑟瑟發抖,此外,電池問題也引起了社會廣泛關注。

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據知情人士透露,特斯拉自燃事件有可能是由於為了追求更大的功率密度,從而降低了電池隔膜的厚度,將主流的30-40μm降低至12μm,為的就是進一步增加電池的能量密度,但是這麼做的風險在於電池在遇到外力或者內力的時候,容易破損,造成電池液泄露,短路以後,產生足夠的熱量便會起火甚至爆炸。

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目前來看,主流的汽車用的都是18650電芯,18650電芯經過多年的發展,技術已經到達瓶頸,想要繼續從技術上突破基本是不可能,所以很多商家都在其他地方尋求出路,不過降低隔膜的厚度確實是不明智的選擇但卻是最直接的手段。使用容量更大的電芯是另外一種出路,就像特斯拉Model 3一樣,選擇使用21700電芯,這種電芯不僅僅比18650能量密度高35%,重量還更輕,對於如今新能源車來說是有足夠大的吸引力。

那21700是不是就是完美的電動車儲能裝置?

非也!

今天我們來看看另外一種電池——氫燃料電池,氫燃料電池顧名思義就是使用氫能作為能源補給,而且氫燃料電池是真正的無污染電池,主要產物是水,沒錯就是我們喝的那種水。

原理?氫燃料電池可以理解為電解水的逆反應,教授早就知道您不了解電解水了,所以特意為您列方程式

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水經過電解,分解成氫氣和氧氣,而氫燃料電池是反著來,所以說,氫氣加氧氣通過催化劑等一系列操作合成獲得的就是水,合成水的時候,需要有電子流動,從而產生電能。分別給陽極和陰極通入氫和氧,氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應後,放出電子通過外部的負載到達陰極。

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此外,氫燃料電池的能量密度是普通三元鋰電池單體的百倍有餘,從表格上看,氫氣的能量密度最高達到143MJ/Kg,比傳統的煤和汽油都要高出3-4倍。除了能量密度以外,氫燃料電池的環保性也是其重要優勢之一,例如傳統的汽油燃燒會產生一氧化物和二氧化物,而氫燃料是不含碳元素,燃燒以後只會產生水,所以對於環境來說,氫能源也有足夠的優勢。此外,燃料電池的車輛能量轉化效率高達60-80%,而目前最頂尖的汽油發動機的熱效率僅僅為41%,所以氫燃料電池有著傳統能源不能比擬的優勢。

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作為氫能源的先行者,豐田量產的第一輛氫能源車,可以做到加氫3-5分鐘,續航達700km的需求,幾乎可以做到跟汽油車相同的能源補給時間下,相同的續航里程,聽起來是不是很誘惑?

既然氫能源那麼好,為什麼路上還沒有氫能源的汽車?

首先,一輛汽車上路絕不僅僅只有自己一輛車的事情,想要便利,快捷地使用起氫能源,必然涉及到氫氣的制取,運輸,加氫站,補充氫時的規範操作等等一系列背後的保障,燃料電池系統需要的電極板、電解質、交換膜、催化劑、擴散層等等一系列的部件也需要祖國強大的工業後盾作為保障,如果沒有足夠的保障,氫燃料車只能是實驗室產品。

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此外,目前主流的制氫方法有:煤制氫,氯鹼副產物制氫,電解水制氫等等,相比之下電解水制氫時最科學也是最環保的方法,反應物沒有其他的物質產生,但是電解水也需要電能,同樣是需要消耗電,如果初始能源是風能或太陽能還好,如果是其他化學能轉化為電能再制取氫氣,這樣做相對雞肋。

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此外,加氫站的布置也需要能源補給方或者石油公司大量的資金,由於加氫站的布局與傳統的燃油站並不相同,所以加氫站的布局也不能一蹴而就,需要大量人員的培訓以及講解,達到使用起來風險最低。並且氫氣為氣體,體積密度小,給儲存和運輸也帶來了很大的困難,安全性也是運輸過程中需要考慮的一個重要因素。

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新能源電動汽車補貼退坡的背景下,國家對於燃料電池的補貼進一步提升,有助於車企對氫能源汽車的研發,長城汽車在區間就宣布進軍燃料電池車,預計2020年推出首款車型。國外方面有日本廠家豐田、本田作為先行者,為大陸氫能源汽車留出足夠的學習方案,進一步降低大陸氫能源汽車研發的歷程,雖然目前三元鋰電池還是主流能源儲存方案,但是兩者的環保等問題不容忽視,而氫能源作為新能源的一員,在理論和技術上的突破都是值得期待的,可以說,氫能源的未來是光明的,同時也是積極的。

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