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不清楚氢能源汽车?看这就够了!
发布时间:2019-06-19        浏览次数:158        返回列表
中国新能源汽车产业始于21世纪初,2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。2008年成为我国“新能源汽车元年”,2010年起,在政府各项支持政策的帮扶和补贴下,新能源汽车试点城市大增,新能源汽车厂家如雨后春笋。截止到2019年3月国家平台累?#35889;?#20876;新能源整车企业达到了635家,通过“车辆符合性检测” 的车型多达5827个。【1】新能源汽车历经数十载,发展迅猛,带动了许多上下游相关行业。

新能源汽车-金埃谱科技
何为新能源汽车?新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混?#38553;?#21147;汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。【2】

充电新能源汽车
今天我们就聊一聊关于采用氢能作为能源的新能源汽车。氢能汽车分为两种,一?#36136;?#27682;内燃机汽车(Hydrogen internal combustion engine vehicle, HICEV)是以内燃机燃烧氢气(通常透过分解甲烷或电解水取得)产生动力推动汽车。其次是氢燃料电池车(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机,由电动机推动车辆。


无论采用何种方式驱动汽车,首先必须保证车辆能够储存足够的氢能,否则车辆的行驶里程无法保证,消费者自然不会买账。在目前阶段,通常有以下三种储氢方式。(1)高压储氢法,也称为气态储氢法,是将氢气?#21451;?#20648;存在储氢容器内,形式上和天然气车CNG气瓶类似。优点是在三种储氢方式中成本最低,储氢密度较大,缺点是?#21046;看?#27682;容积有限,安全性?#31995;汀?#26131;爆炸。

储氢罐-金埃谱科技
2)液态储氢法,是在20.28K(-252.77摄氏度)的超低温下将氢气液化,然后储存在低温容器内。优点是储氢密度最大,缺点是成本高,附属的液体储存箱系?#31243;?#31215;庞大,需要极好的绝热装置来隔?#21462;?/span>

储氢装置
3)固体储氢法,是利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用,将氢储存于固体材料中。固态储存一般可以做到安全、高效、高密度,是气态储存和液态储存之后,最有前途的研究发现。目前常见固体储氢方式有合金储氢、纳米储氢等。优点?#21069;?#20840;稳定,缺点是成本过高。【3】

储氢示意-金埃谱科技
我们侧重说一下固体储氢法,不仅因为其最有前途,而且也安全可靠,消费者不必有安全顾虑。固体一般采用储氢合金(金属氢化物)来储存氢气,这些会“吸收”氢气的金属,称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体积储氢的密度,是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍。储氢合金都是固体,需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来,因此是一种极其简便易行的理想储氢方法。


研究发展中的储氢合金(hydrogen storage metal),主要有稀土类化合物(LaNi5)、钛系化合物(TiFe)、镁系化合物(Mg2Ni)。研究证明,在一定的温度和压力条件下,一些金属能够大量“吸收”氢气,反应生成金属氢化物,同时放出热量。其后,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将储存在其中的氢释放出来。采用储氢合金,可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。中国已研制成功了一种氢能汽车,它使用储氢材料90千克,可行驶40千米,时速超过50千米。


LaNi(镧镍合金)为代表的稀土系储氢合金, 被认为是所有储氢合金中应用性能##的一类。1969 年,荷兰Philips 实验室##报道了LaNi合金具有很高的储氢能力, 从此储氢合金的研究与利用得到了较大的发展。金属间化合物LaNi5 具有六方结构, 其中有许多间隙位置, 可以固溶大量的氢。金埃谱实验室也经常收到客户寄送来的合金材料,测试结果大多不错,吸附量比较大。下图是用高压储氢吸附仪H-Sorb 2600进行的一个LaNi5样品测试实例。

储氢吸附测?#21592;?#21578;-金埃谱科技
我国是全球Cd/Ni电池的制造中心和最大出口国,近几年Cd/Ni电池的产销量每年大约13亿支,消耗镉1万吨左右。镉的毒性较大,被?#28216;?#26579;的空气和食物对人体危害严重,?#20197;?#20154;体内代谢?#19979;?#20551;如一支Cd/Ni电池中的Cd可以用容量为300mAh/g的储氢合金来等量替代,那么需要大约1万吨储氢负极合金,年产值为大约15亿元人民币。国内HEV用储氢合金粉的某些性能还有待改进,低自放电镍氢电池用La-Mg-Ni系储氢合金?#28304;?#20110;研发阶段,还需?#24230;?#26356;多科研力量来攻克难关。

 

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