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燃料电池动力系统

文章来源:中国电动汽车网 | 发布日期:2006-06-09 | 作者:未知 | 点击次数:
    汽车制造专家们认为,内燃发动机的寿命只有几十年,低排放、高效率的燃料电池将是最终的理想动力。汽车公司纷纷在燃料电池方面投入巨资,以保证在市场确定起用新型动力汽车时,自己是制定决策的参与者。

  克服了技术和市场方面的诸多困难之后,燃料电池动力概念车已具雏形,而高成本仍然是实现产业化的最大障碍,这个障碍恐怕还要花很多年才能跨越。

  在燃料电池方面,目前的研究工作仍然需要解决好以下一些问题。

  降低成本。目前,燃料电池动力系统的制造成本仍然是很昂贵的,比电化学电池电动车或混合动力车还要贵。要达到一辆标准的中级轿车的动力水平,一套燃料电池系统要能提供60~90kW的动力。当年燃料电池首次在航天技术中使用时,PEM(质子交换膜)燃料电池的成本是50万美元/kW。现在成本已降到了500美元/kW,这意味着燃料电池电动机的价格为25000美元,这是传统内燃发动机成本(大约3500美元)的7倍左右。

  燃料供给系统。燃料电池技术的一个难点是燃料的选择和储藏。为车辆持续提供氢仍然是个问题。直接使用氢,汽车需要装载储藏易燃气体的压力瓶。氢也可以以液态储藏,但必须是低温储藏。这使汽车的构造更复杂、重量更大。而且,比压缩氢技术本身更大的问题是压力容器的安全性问题。

  在汽车维修和养护中心设置加氢泵,氢燃料源可以是加氢泵旁边的储氢罐,或者用水制取氢气的小型电解工厂。这个方案可以免去在汽车上装载体积庞大的燃料电池系统。它还避免了燃料重整过程中二氧化碳和其他温室气体的产生。

  但要建立加氢站网络,需要花十年甚至更多的时间,汽油重整。如果车上用的氢气是从车上的汽油中提取,改用燃料电池系统就简单多了,那样,现存的加油站设施就不用进行大的改动了。但是在行驶途中制取氢气有很多困难。重整反应发生的温度是850~1000℃,要达到这一温度,需要一定的预热时间,这使得汽车启动速度很慢。另一个尚未解决的问题是,在目前的燃油品质下,如何避免催化剂因硫而中毒。

  低温启动。凝固性是燃料电池的一个弱点。当汽车停驶之后,电池中会生成水。如果没有能量去除水分,低温下形成的冰晶会损伤聚合物薄膜。此外,燃料系统在0℃以下无法发电,汽车在冬季使用条件下,最大的问题是如何使燃料堆在-20~-40℃的温度下浸泡了一夜之后迅速恢复活性。

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