鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:891次 | 2019年10月16日
加水就能跑的氫能汽車(chē),技術(shù)上可行嗎?
一款只要加水就能行駛的“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)”汽車(chē)紅遍了網(wǎng)絡(luò)。
5月23日,《南陽(yáng)日?qǐng)?bào)》在頭版發(fā)布了水氫發(fā)動(dòng)機(jī)在該市下線的消息,文章稱(chēng),這款發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)加水實(shí)時(shí)制取氫氣,車(chē)輛只需加水就能行駛。
耐人尋味的是,這與上世紀(jì)八九十年代的“水變油”研究,頗有相似之處:通過(guò)最廉價(jià)的物質(zhì),獲取了高能效的能源。
但“水變油”的騙局有一個(gè)致命的漏洞,即水中只含有“氫”與“氧”兩種元素,而產(chǎn)出的燃料油還含有“碳”元素,哪怕是拿出了所謂的“萬(wàn)能水基燃料”母液,憑空造出碳元素這種行為仍舊顯得玄之又玄。
相比之下,這款由浙江金華的青年汽車(chē)集團(tuán)(下稱(chēng)青年汽車(chē))打造的氫能公交車(chē),在技術(shù)上似乎可以成立,還有些無(wú)懈可擊的感覺(jué):通過(guò)特殊的催化劑,讓水分解產(chǎn)出氫氣,從而為氫氣燃料電池發(fā)電。
但這個(gè)路徑并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。
據(jù)界面新聞?dòng)浾吡私?,最便捷的制氫方法就要?shù)“活潑金屬氧化”。通過(guò)鈉、鎂、鋁等活潑金屬與水反應(yīng),就能產(chǎn)生氫氣,但金屬鈉與水反應(yīng)太過(guò)劇烈易引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,鎂與鋁可以相對(duì)緩慢地制取氫氣。
據(jù)第一財(cái)經(jīng)援引一位不愿透露姓名的專(zhuān)家稱(chēng),所謂的“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)”,實(shí)際上是在特定的裝置中加入鋁粉和水,兩者反應(yīng)生成大量的氫氣。
但金屬鋁在常溫下與水反應(yīng)速度很慢,無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的氫氣。如果將鋁加工成顆粒微小的鋁粉,又需要考慮到金屬粉塵的高危爆炸性,安全性能難以保障。
湖北工業(yè)大學(xué)董仕杰教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)從事車(chē)載鋁合金水解制氫的技術(shù)的研究,可以實(shí)現(xiàn)氫氣的隨制隨用,過(guò)濾后氫氣直接進(jìn)入燃料電池使用,避免存儲(chǔ)與運(yùn)輸過(guò)程中的技術(shù)難關(guān)。
該團(tuán)隊(duì)主要研發(fā)人員、湖北工業(yè)大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院的羅平博士對(duì)界面新聞?dòng)浾弑硎荆壳霸擁?xiàng)技術(shù)可以調(diào)節(jié)鋁合金的形態(tài)與量,來(lái)控制氫氣制取的效率,但這類(lèi)鋁合金物質(zhì)作為反應(yīng)物在制氫過(guò)程中有損耗,需要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充。
如果青年汽車(chē)通過(guò)金屬反應(yīng)物生成氫氣,那么其成品車(chē)恐怕要常備大量的金屬物質(zhì);如果其開(kāi)發(fā)了更為高效且廉價(jià)的催化劑,在理論上來(lái)講就更不合理。
因?yàn)榇呋瘎┍旧碇桓淖兓瘜W(xué)反應(yīng)的速率和平衡,并不改變反應(yīng)總的吉布斯自由能。氫氣與氧氣反應(yīng)能夠放出大量的能量,單靠催化劑而不加外部能量(光能、電能等),無(wú)法促進(jìn)反應(yīng)的逆向進(jìn)行,即水分解為氫氣和氧氣。
事實(shí)上,在氫能的開(kāi)發(fā)與利用中,技術(shù)、成本以及安全性都是制約其發(fā)展的因素。
目前,國(guó)際一線的汽車(chē)廠商諸如奔馳、豐田等一線汽車(chē)廠商,都開(kāi)始了氫燃料汽車(chē)的嘗試。但同期需要發(fā)展的還有加氫站、氫氣管道運(yùn)輸、安全儲(chǔ)能等技術(shù)。
氫氣是一種易燃易爆氣體,在空氣中的爆炸極限是4%-75%,使用氫氣的過(guò)程中,安全性是人們最關(guān)心的問(wèn)題。為保證安全性能,氫能汽車(chē)的燃料電池系統(tǒng)要求極為嚴(yán)格,制氫常用的催化劑“鉑金”售價(jià)高昂,這都導(dǎo)致了氫能汽車(chē)成本高企。
整體來(lái)看,目前氫能汽車(chē)的整車(chē)成本約為燃油車(chē)的2倍,純電動(dòng)汽車(chē)的1.5倍左右。除了此前奔馳設(shè)計(jì)的自產(chǎn)氫概念車(chē)款以外,各大汽車(chē)廠商設(shè)計(jì)的氫能汽車(chē)都采用的外部氫氣源,如果青年汽車(chē)率先實(shí)現(xiàn)了水氫能汽車(chē)下線并成功量產(chǎn),這就足以吊打國(guó)際一線品牌。
氫氣是清潔的二次能源,但氫氣的制取似乎并不清潔。
目前,氫氣主要來(lái)源于化石能源,制取方式有煤制氫、石油焦和渣油制氫、天然氣制氫等等,生產(chǎn)過(guò)程中也需要消耗大量的能源。除此之外還有電解水制氫,即通過(guò)水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電甚至是核能發(fā)電來(lái)獲取電能,進(jìn)行電解水操作獲取氫氣,將其壓縮或液化后儲(chǔ)存運(yùn)輸。
但這種方式本質(zhì)上是化石能源、電力的存儲(chǔ),并將其轉(zhuǎn)化為氫氣,與青年汽車(chē)的“加水就能制氫”相距甚遠(yuǎn)。
5月24日上午,河南南陽(yáng)回應(yīng)稱(chēng),水氫發(fā)動(dòng)機(jī)尚未認(rèn)證驗(yàn)收,消息發(fā)布有誤,并要求龐青年寫(xiě)情況說(shuō)明。
早在2017年,青年汽車(chē)就宣布全球首輛水氫燃料汽車(chē)在其公司誕生的消息。青年汽車(chē)當(dāng)時(shí)宣稱(chēng),其研發(fā)的水氫燃料車(chē)?yán)m(xù)航里程超過(guò)500公里,轎車(chē)可達(dá)1000公里。
如今,這項(xiàng)技術(shù)再度引起全社會(huì)熱議,外界也愈發(fā)對(duì)其科研成果好奇。退一步來(lái)說(shuō),哪怕是技術(shù)并不成熟,龐青年怕是還有另外的考量。