氫燃料動(dòng)力鋰電池是真正的黑色科技嗎?
最近,比亞迪(01211)向投資者透露,它正在開(kāi)發(fā)氫燃料動(dòng)力鋰電池。實(shí)際上,今年五月,比亞迪與一家美國(guó)公司混合動(dòng)力電力公司達(dá)成了一項(xiàng)協(xié)議,在氫燃料動(dòng)力鋰電池巴士上進(jìn)行合作。
不僅是比亞迪,據(jù)了解,國(guó)內(nèi)公司濰柴動(dòng)力(02338)、長(zhǎng)城汽車(02333),先后布局氫燃料動(dòng)力鋰電池,日本豐田早在1992年就開(kāi)始了氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車的研究。
那么,這種讓汽車制造商忙個(gè)不停的氫燃料動(dòng)力鋰電池是一種什么樣的黑色技術(shù)呢?是什么讓氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車上路進(jìn)行測(cè)試?
氫燃料動(dòng)力鋰電池:新能源的最終療法?
鉛酸蓄電池是市場(chǎng)上動(dòng)力鋰離子電池的重要組成部分,而鋰離子電池是燃料動(dòng)力鋰電池的一小部分。
無(wú)論燃料動(dòng)力鋰電池是否是新能源的最終解決辦法,下面是一些數(shù)據(jù)。
鉛酸蓄電池和鋰離子電池都是儲(chǔ)能電池(二次電池),即要先充電再放電,其實(shí)質(zhì)是金屬元素氧化還原的可逆反應(yīng)。以鉛酸蓄電池為例(如下圖)。從左到右是放電過(guò)程,從右到左是充電過(guò)程。根據(jù)電子守恒,響應(yīng)是2電子響應(yīng)。鋰離子電池的工作原理與此類似,但只有一個(gè)電子傳遞響應(yīng)。
從周期表中可以看出,鉛的分子量是207.2,鋰的分子量是6.9,這意味著每運(yùn)輸一個(gè)電子,鉛和鋰的差值是103.6和6.9。
讓我們看看氫燃料動(dòng)力鋰電池,氫和氧(空氣)在陽(yáng)極和陰極分離,在催化劑的用途下反應(yīng)和放電。反應(yīng)式告訴我們每個(gè)氫原子可以攜帶一個(gè)電子,攜帶一個(gè)電子所需的氫是1。
相比之下,氫燃料動(dòng)力鋰電池?cái)y帶電子所需的質(zhì)量比鉛酸蓄電池或鋰離子電池要小,簡(jiǎn)而言之,要更高的能量密度。氫能的能量密度具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
事實(shí)上,遠(yuǎn)不止這些。因?yàn)樵趯?shí)際響應(yīng)中,電池的能量轉(zhuǎn)換會(huì)有損耗,二次電池的充放電過(guò)程比燃料動(dòng)力鋰電池的直接放電損耗更為嚴(yán)重。由于不受卡諾循環(huán)的約束,燃料動(dòng)力鋰電池的理論能量轉(zhuǎn)換功率可達(dá)90%以上,實(shí)際功率可達(dá)60%。
在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,氫燃料動(dòng)力鋰電池也有儲(chǔ)能電池的無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),也就是說(shuō),收費(fèi)五分鐘,電池壽命為一千英里,氫充電5分鐘旅行500公里,在儲(chǔ)能電池仍躺在充電樁出現(xiàn)能量。
從理論上講,氫燃料動(dòng)力鋰電池可能是新車的最終解決辦法,它結(jié)合了汽油動(dòng)力汽車的高能量比、充電和運(yùn)行的能力,以及超越儲(chǔ)能電池的高轉(zhuǎn)換功率的無(wú)污染優(yōu)勢(shì)。
為何氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車還沒(méi)有上路?這就談到了氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車道路上的幾個(gè)路障。
那么氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車呢?
首先,假如一輛車想要上路,它必須不僅僅是一輛車自己的工作。它涉及氫的加工儲(chǔ)存和運(yùn)輸加氫站氫汽車充電。同一燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的裝配要求包括極板、電解質(zhì)、交換膜、催化劑、疏松層等部件。
問(wèn)題是,怎么制造氫?目前主流制氫辦法有煤制氫、氯堿副產(chǎn)物制氫、電解制氫等,這一弊端仍然十分明顯。
相關(guān)分析表明,煤制氫更不用說(shuō)煤化能在多幾道工序中,假設(shè)氫中含有不純的二氧化碳或一氧化碳,很容易毒害電池催化劑。氯堿副產(chǎn)氫的加工依賴于工業(yè)產(chǎn)品的加工布局,不適合大規(guī)模推廣。
水電解制氫還要其他能源電能化學(xué)能電能的漫長(zhǎng)道路,但假定初期的能源是清潔能源如風(fēng)能、太陽(yáng)能就好,假定是其他辦法能源是一分錢一磅的。
此外,氫氣是一種體積密度非常小的氣體,這使得儲(chǔ)存和運(yùn)輸非常困難。一是儲(chǔ)能率低,二是安全性差。再加上現(xiàn)在氫站的布局少了,這是很不舒服的。
聲明: 本網(wǎng)站所發(fā)布文章,均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng),不代表本站觀點(diǎn),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除(e-mail:admin@shenxiaopower.com)