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关于氢燃料电池车的一切–1 氢燃料电池车是汽车发展的未来方向吗?

关于氢燃料电池车的一切–1 氢燃料电池车是汽车发展的未来方向吗?

 

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高昂的成本、长期的人力投资,这些都是氢燃料电池车的研发过程中必需投入的条件。尽管如此,氢燃料电池车还是受到了行业及许多汽车制造商的青睐。为什么人们会对氢燃料电池车如此瞩目? 想要回答这一答案,我们首先要了解“什么是氢能源”。

 

绿色环保的终极能源

 

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虽然目前化石燃料依旧是全球的主要能源来源,但因为各种环境问题的频发,各国一直在不断努力寻找绿色环保的替代能源。

 

目前,全世界对化石燃料能源的依赖度高达为85%。不可否认的是,化石燃料的效率推动了工业化与经济的高速发展。但与此同时,化石燃料的大量使用也导致了各类环境污染及资源枯竭的问题,各国正在致力于寻找绿色环保的替代能源。目前,很多国家都在积极使用太阳能、风力等环保型可再生能源。根据韩国产业通商资源部发布的再生能源计划,截止到2030年止,韩国将提升可再生能源发电比重至20%。

 

但是,天然可再生能源也有着利用上的短板。以太阳能为例,在夜晚或阴天的环境下,其使用效率就会大打折扣,而且随着各地区环境的不同,其可利用率也大有起伏。风能的利用也存在这种短板。也就是说,天然可再生能源的利用存在间歇性,并需要逐渐的积攒,这必然会导致电能过剩或不足的现象。为解决这一问题,需要将通过天然可再生能源所生产的过剩电能储存起来,以便在电能生产量不足时拿出来使用。在这时,氢能就可以充分发挥其价值。

 

氢燃料电池

 

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如果我们利用通过可再生能源生产的电能来制造氢气,就可以有效地对过剩电能进行储存和运输。

 

让我们一起回顾学生时代的化学课内容。氢气和氧气结合发生化学反应,就会产生电和水。与此相反,如果对水进行电解,会获得氢气和氧气。这个简单的化学原理就是氢能源的运用核心。我们可以利用过剩的电能生产氢气,并通过氢气的形式储存起来。当电能不足时,我们就可以将储存好的氢气拿来与氧气结合,从而生成电能。此外,氢气具备可压缩、可液化的特性,通过压缩氢气或者液氢的形态,就可以很容易进行储存和运输。即,氢气是弥补天然可再生能源缺陷的关键手段。

 

当然这些并非易事。为了理论的实践,必须要有成熟的氢气生产及运输技术作为支撑。因此,开发出能够将储存的氢气转换成电能的氢燃料电池是必不可少的。

 

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氢燃料电池是利用氢气生成电能的装置。

 

1965年,美国宇宙飞船“Gemini 5”搭载氢燃料电池,为其提供电力和饮用水,受到了广泛的关注。此后,氢燃料电池虽然陆续在航天领域得到了应用,但是因其价格较为昂贵,未能在其他领域得到普及利用。但随着科技的发展,氢燃料电池的应用领域已经扩大到运输货物的船舶、大型卡车,以及我们乘坐的移动工具上。

 

以氢燃料电池车的研发应对严格的环保规定

 

当前,大多数汽车制造商都在致力于纯电动汽车、氢燃料电池车的研发。最重要的原因就是为应对愈发严格的全球环保法规。欧洲、美国、中国等大多数国家逐渐强化汽车的排放限制,并出台了环保汽车的义务销售制度。这一系列的政策发布使环保汽车的研发成为了必然,而不是选择。

 

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在强化排放限制要求的同时,各国政府扶持充电基础设施的建设,这也同时推动着电动车市场的快速发展。

 

当前,在市场上常见的环保汽车有普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车等等。其中,电动车依托其不排放温室气体,且开发和批量生产门槛较低的优势,正在迅速占领市场。

 

虽然有纯电动车这类环保车型,但是全球汽车制造商仍在致力于氢燃料电池车的开发。现代汽车、丰田汽车、本田汽车等制造商已经成功推出了量产的氢燃料电池车。而且这些企业正在展开广泛的技术合作,与全球领先企业共同推动开发氢燃料电池车技术的进一步发展。当前,现代汽车与奥迪、丰田与宝马、本田与通用等企业之间正在合作研发氢燃料电池车技术。未来,氢燃料电池车和纯电动车将作为两架马车,共同推动环保交通的发展。

 

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现代汽车推出的第二代氢燃料电池车“NEXO”的发动机被评选为沃德10佳发动机,向世界证明了氢燃料电池车的无限可能性。

 

当前,氢燃料电池车的技术究竟发展到了哪个阶段?全球量产的氢燃料电池车(乘用车基准)有,现代汽车的途胜ix FCV(13年)和NEXO(18年)、丰田Mirai(14年)、本田Clarity(16年)。现代汽车NEXO最高续航里程超过600km,Mirai和Clarity的最高续航里程也达到500km以上,这些表现已经接近燃油车的性能。值得一提的是,现代汽车的NEXO的发动机入选2018年“沃德10佳发动机”,得到了国际专业机构的认可。

 

氢燃料电池车能否成为未来汽车的发展方向?

 

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氢燃料电池车的发展是加速进入氢能社会的催化剂。氢燃料电池车的普及会极大地提高氢气的需求量,从而带动氢气生产、储存、运输领域的全面发展。另外,在未来氢燃料电池的应用领域将拓展至船舶、火车、航空以及发电等多个领域,全面助推氢能社会的建设。

 

 

 

 

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