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能源颗粒材料——细谈燃料电池面临的挑战

发布日期:2017-10-13   来源:矿道网   投稿者:lingguanhu   浏览次数:1038

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如果我们所推崇的电动车都像燃油车那样,能够迅速的充满电,那可能满大街跑的汽车估计就是以电动汽车为主了。但事实并非如此,正是因为电动车充电速度慢、续航里程较短且市区内的充电桩并不那么方便使用等各个原因,我们现在才要在大力发展电动车之外,继续提出一个燃料电池车的技术路线。

相比于纯电池车,氢燃料电池车加气方便、续航能力强、废旧电池可再回收利用。既然燃料电池有这么多的好处,那为什么没有大行其道呢?这其中一定有缘由!

一、启动时间长,复杂工艺

在燃料电池中,质子交换膜和基板是燃料电池的两个核心组成部分,由于燃料氢气需要依靠这两个部分来发生化学反应,生产出驱动电机的“电子”,这就使得燃料电池从开始工作到顺利生产出“电”来,中间存在一个时间迟滞,考虑到车辆不可能在踩下油门踏板10秒钟之后才起步,所以燃料电池车必须像电动车一样,搭载一块相对小一点儿的储能电池。

二、制造成本过高

由于燃料电池对需要铂作为催化剂,所以铂金的需求较高,且国内能生产燃料电池两个核心组成部分的企业很少,我国只有山东东岳实现了质子交换膜的关键技术突破,而在国际上也只有有3M和杜邦等公司可以生产高标准的膜产品,所以不管是从国际还是国内两个角度来讲,现阶段燃料电池的制造成本降不下来,直接导致燃料电池的发电成本也居高不下,这也是限制氢燃料电池的一个重要原因。

三、缺少适宜乘用车的燃料电池技术

对燃料电池来说,根据基板材质的不同,可以分为碳基复合板、金属复合板、钛板等不同的种类。丰田和本田给自己电池车使用的燃料电池组均属于金属复合板。我们不得不承认我国的燃料电池不管是在生产工艺、成本控制还是在性能方面,都与这两个日系品牌的产品还存在不小的差距,所以目前国内相对较为成熟的燃料电池系统主要是以碳基复合板为主,而这些电池系统都只能应用在一些大型商用车上,而少有给乘用车使用的燃料电池组。

四、氢气的制取和运输都是难题

虽然燃料电池在使用层面的环保成本很低,但燃料氢气的制取却是一个难题。虽然我们可以通过煤制氢、化工制氢、水电和风电制氢这些“边际办法”来获得一部分氢气,可一旦燃料电池系统的汽车在社会中的使用量达到一定量级,大工业化制氢是__解决办法。可一旦我们为了氢气而制氢,那么相比于化石燃料来说,燃料电池产业的系统成本的问题就凸显出来了。

此外,氢气的运输和保存,是个必须要认真研究的问题。氢气是一种非常特别的气体,__是因为它的易燃性:在空气中,只要氢气的体积浓度介于4.1%~74.2%之间,这时就可能会发生爆炸,所以氢气在运输和加注过程中,对泄漏的控制肯定要比汽油严格得多,这就意味着加氢站不能像充电桩那样建好就不用管了,而必须有专人照看和维护。

那么问题来了,国内燃料电池车的未来在哪里?

讲真,如果没有政策的支持和大力补贴的话,国内的燃料电池研究和电动车研发,可能出现的时间比现在要晚的多。

从长久来看,燃料电池乘用车产业,将会遇到比电动车更为直接的“先有鸡还是先有蛋”的问题——燃料电池车的加氢设备相比于汽油车的加油设备和电动车的充电桩来说,对操作人员技术水平和设备工艺的要求都高,因此加氢站的运营商更乐意看到燃料电池车达到一定数量之后才肯投入,而对于燃料电池车的消费者来说,肯定是周围生活区域内存在可以使用的加氢站之后,才会考虑买燃料电池车。

因此,想解决这个“先有站还是先有车”的两难问题,在未来行政手段和产业链的市场运作是必不可少的两把推手;当然,贯穿其中的,必须是越来越低的燃料电池全产业链成本。只有不断降低的综合成本,才有可能让这个产业在传统化石燃料和纯电动技术中间,稳固住自己的阵地。

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