3月4日下午,中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)第12期儲能產(chǎn)業(yè)公益沙龍在中國科學院工程熱物理研究所舉行。會上,主講嘉賓清華大學汽車工程系裴普成教授就燃料電池技術(shù)及燃料電池應用問題與大家展開探討,并解析汽車燃料電池技術(shù)現(xiàn)狀。
據(jù)裴普成教授介紹,當前質(zhì)子交換膜燃料電池在汽車領(lǐng)域備受關(guān)注。燃料電池汽車是電動汽車的一種,嚴格來說是燃料電池電動汽車,很多人習慣稱之為燃料電池汽車。這種汽車大多是燃料電池與其他電池的混合動力電動汽車,燃料電池汽車的續(xù)駛里程是其他電動汽車所不能相比的,燃料電池功率密度明顯高于其他電池。
這種汽車無污染,是解決霧霾問題的很好方向;零部件少、易維護,生產(chǎn)工序少;燃料效率高,內(nèi)燃機的高效率在大負荷區(qū),燃料電池的高效率在小負荷區(qū),而實際使用中常用小負荷區(qū),內(nèi)燃機很難發(fā)揮它的最高效率。燃料電池能量轉(zhuǎn)換率已經(jīng)達到50%到60%的水平,內(nèi)燃機領(lǐng)域也被迫提出要使內(nèi)燃機效率達到60%。與內(nèi)燃機相比,燃料電池的能量轉(zhuǎn)換率高,對汽車更為有利。實施混合動力技術(shù)使內(nèi)燃機工況向高效率區(qū)靠近,是混合動力汽車有節(jié)油效果的原因。
從安全性來說,燃料電池也有自身的優(yōu)勢。過去,很多人都覺得氫氣很可怕,清華大學當初做燃料電池車測試,為建設(shè)氫氣供給站大費周折,好在實驗室后是玉米地,學校才讓建設(shè)。但是現(xiàn)在我們認識到,氫氣其實比汽油還安全。這兒有一個例子,為汽油汽車和使用氫氣燃料的汽車分別創(chuàng)造燃料泄露和著火條件,3秒時刻汽油汽車下方漏油著火,而氫氣則是迅速沖高在汽車上方著火。一分半鐘,氫氣燃料汽車的火已經(jīng)熄滅,而汽油車火勢正旺,最終只剩下車架。從這個實驗來看,氫氣用做汽車電池燃料更為安全。此外,國內(nèi)外很多研究機構(gòu)也都做過氫氣燃料電池的碰撞、泡水、跌落實驗,都沒有出現(xiàn)安全問題。對氫氣瓶的火燒實驗,證明氣瓶上的裝置會自動將氫氣排出去,不會產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象。氫氣的特點是非常輕,泄漏之后迅速上升,只要有良好通風,就不會發(fā)生危險。其實過去家用煤制燃氣中百分之五六十是氫氣。
從加氣模式上看,氫氣燃料電池也非常方便,只需要幾分鐘的時間就可以將氫氣加滿。因此在未來,燃料電池汽車可以像現(xiàn)在加汽油一樣在加氣站添加燃料,這一點換做普通電動車就很難做到,充電不是幾分鐘就能完成的。
對于燃料的來源,裴普成教授也提出了自己的看法。他認為,首先應該考慮電解水,因為很干凈,對燃料電池沒有危害。其次,工業(yè)副產(chǎn)氫,如氯堿廠、鋼廠、焦炭廠的副產(chǎn)品,現(xiàn)在很多工業(yè)副產(chǎn)氫都被浪費掉了。第三,用燃料重整制氫,如天然氣重整、甲烷重整。
電解水制氫,可利用可再生能源集中發(fā)電制氫,通過管道遠程輸送、車載運輸?shù)确绞綖槿剂想姵嘏渌蜌錃?;可以夜間將剩余的電變成氫氣,白天通過燃料電池發(fā)電;可以直接用太陽能電解水制氫,是分布式發(fā)電制氫,在日本已經(jīng)有先例,是一種成熟的技術(shù)。