氢燃料电池技术—氢动力的未来发展

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“氢动力”最初是通用、奔驰等厂家对其“氢燃料电池车动力”技术的称法，但宝马氢动力 Hydrogen ，却是一种与燃料电池无关的技术，只是直接把氢气注入内燃机燃烧。究竟两者哪个才是未来动力，我们暂且不作讨论，先来探讨一下通用氢燃料电池的技术。
      通用的氢燃料电池车
      在通用汽车 2007 高新科技能源动力技术展上，通用汽车最新燃料电池车 ― 雪佛兰 Equinox 与中国公众完成了第一次“零距离”接触，这也是该款燃料电池车在亚洲的首次展示。经过通用的多年努力，雪佛兰 Equinox 已经是通用的第四代燃料电池车。同场亮相的雪佛兰 VOlt 概念车则采用了通用最新、最高效的第五代燃料电池推进技术和锂电池。而这家全球最大的汽车厂商虽然在量产车研发和销售上遭受到来自丰田的压力，但却在最尖端的汽车研发上储备了大量的技术。
雪佛兰 Equinox 的燃料电池组由 440 块串联电池组成，电力输出可达 93 千瓦，在车载 73 千瓦（ 100 马力）同步电动机的共同驱动下， 0 - 1 00 公里／小时的加速只要 12 秒，而这款前驱车型的最高时速可达每小时 160 公里。其设计使用寿命为 2 年或 8 万公里，通过在热绝缘以及运行方案等方面进行的一系列改进，可以在低于零度的气候条件下正常启动及运行，这也是它相比前一代车型的显著进步之一。 Equinox 的氢燃料存贮装置由 3 个 700 巴（ 1 巴＝ 0 . 987 个标准大气压）的高压储氢罐组成，罐体采用碳纤维复合材料，最大氢燃料存储量为4.2千克，这样可以支持最长 320 公里的行驶里程。

      亲自试驾过的感觉， Equinox 除了是一辆先进的燃料电池车，在驾驶和乘坐上已经和普通 SUV 没有什么大的区别。 Equinox 有四个座位，空间宽大舒适，并且拥有和传统汽车相比毫不逊色的高安全性能。它配备了司机及前排乘客安全气囊、侧面安全气囊、防抱死刹车系统（ ABS ）、牵引力控制系统（TCS）以及电子稳定装置（ESP）。与 2006年通用带到中国给媒体试驾的同为第四代的雪佛兰 Sequel 燃料电池车相比，Equinox更实用，更接近于普通汽车。

      哪个“氢动力”才是未来发展的方向

      那么未来的动力是属于宝马的烧氢气的“氢动力”，还是通用、奔驰这些厂家的氢燃料电池的“氢动力”？宝马的观点是：氢燃料电池的成本太高，很长时间内都无法实现生产，而且其效率与烧氢气内燃机差不多，因此自己的“氢动力”才是未来发展的方向。对此观点通用的专家并不认同，他们认为燃料电池的效率是要比烧氢气更高，而且发展前景更看好。
目前要面对的现实是：由于氢气的储存和采集技术无法一时普及，无论是氢内燃机或是氢燃料电池，都无法在短时间内普及，或许实现这个目标甚至是 10 年后的事情。而在这期间，过渡性的环保动力就是混合动力和柴油机技术。而 10 年后的氢内燃机技术发展到什么程度，我们已经很清楚，因为内燃机是不会有重大突破的。但氢燃料电池车却是充满希望的，通用汽车中国技术总监 Gerd.Arnold 博士曾说过：氢燃料电池汽车的规模化应用是在 15 年以后，而我们定义的产业化是指全球要达到百万辆级水平。事实上“通过优化设计，降低零部件价格，尤其是产量上去后大大降低成本。我预计5~8年后市场表现将令人大吃一惊。”

      氢燃料电池车的真正意义

      为什么通用会把氢燃料电池车作为未来的方向，其实除了环保外，氢燃料电池车的意义是会带来汽车研发的重大变革，这可能是汽车生产史上最大的机遇。因为采用电驱动、先进的安全性和线控技术的新车，其机械设计可以大大简化，按通用的说法：“氢燃料电池车零部件可以减少到现在的十分之一”。这是令人可怕的事，也是令人惊喜的事，其带来的变革就如互联网对电脑产业的震动一样大。

      以雪佛兰 Sequel 为例，由于没有复杂的引擎和变速箱，它可以把所有的动力部件安排在薄薄的底盘里面。也就是说，薄薄的底盘加上4个车轮就可以行走，如果不是为了照顾传统的驾驶习惯，为其装上方向盘之类， Sequel完全可以通过一个游戏机似的手柄就可操控。有了这种车，设计师们就可以在上面加上任何造型，而不用担心机械部件占用车厢空间，其空间利用率将是传统汽车无法比拟的。氢燃料电池车由于零部件极少，也没有内燃机之类复杂部件，因此理论上它很难会坏，这也是现在汽车没法做到的。氢燃料电池车重心极低，前后是最佳的50：50比重，这是现在超级跑车设计师们苦苦追求的设计，而且电动机天性反应速度比内燃机快，扭力大，而且安静可靠，这样一来未来氢燃料电池车的操控性能和驾驶乐趣是不会比内燃机汽车差。可能不久的将来，氢燃料电池车的普及就像是当年集成电路的出现，为人类社会带来一场技术革命。

      什么是氢燃料电池

      初中化学课我们都做过电解水的实验，水电解后分解成氢气和氧气。而氢燃料电池发电的基本原理是电解水的逆反应，燃料电池的产物是电和水。具体反应过程为：电池阳极上的氢在催化剂作用下分解为质子和电子，带阳电荷的质子穿过隔膜到达阴极，带阴电荷的电子则在外部电路运行，从而产生电能。在阴极上的氧离子在催化剂作用下和电子、质子化合反应成水。电池组通过像这样大量串联的燃料电池，就可以产生足够的电能来驱动汽车。

      氢燃料电池与普通电池的区别主要在于：干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来；而氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。

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利用好氢创造绿色环境

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氢燃料电池技术前景可期阿！

yzy0515

好好学习,天天向上……