氢能源是什么能源?氢燃料电池的工作原理
在新能源汽车这一概念火起来的时候,电能和氢能是主要的两种新能源,但现在很显然电能才是主流,氢能在国内只应用在了公共交通领域。究竟氢能源是什么能源?氢能源和氢燃料电池又有什么区别?下面就带大家简单了解一下。
氢能源的原理是氢气在氧气中燃烧产生热能,利用热力发动机将这些热能转变成机械能,由于燃烧后的生成物是水,可以将这些水回收再分解成氢气和氧气,进行重复利用。
目前氢能源主要应用在飞机火箭的发动机,刚刚完成太空任务的神州十二号飞船以及搭载该飞船的长征二号F遥十二运载火箭就是使用了氢能源作为燃料。
而氢燃料电池的工作原理则是电解水的逆反应,用催化剂让氢气和氧气结合变成水,氢原子在这个过程中会释放出电子从而产生电。
氢能源汽车使用的就是氢燃料电池,所以氢能源汽车实际上还是电动车,氢燃料电池与其说是电池,倒不如说是一个发电机。
与电动汽车相比,氢燃料电池不存在衰退的问题,而且氢燃料电池的转化效率可以达到70%左右,续航里程以第二代丰田Mirai为例可以达到850公里,加氢气的时间只需要不到五分钟,所以理论上氢燃料电池会是更加理想的替代内燃机替代品。
但是氢气的储存和运输成本非常高,所以还未能形成一条完整的上下游产业链,直接导致了氢燃料无法成为新能源的主流。
同时,氢气的制造也有很大的限制条件,政府的相关报告指出,目前我国的氢气主要是从煤炭中冶炼出来,通过电解水制备的比例比较低。原因在于电解水虽然简单,但是耗电量比较大,1立方的氢气电解制备就需要5度电,要真正做到环保,使用的电只能是核电、风力电、水力电、光伏电等可再生能源产生的,但这些发电方式的比例非常低。
氢气作为新能源,有人将氢气誉为“世界上干净的能源”,因为它的燃烧产物只有水。更为重要的是,氢气是一种可储存的能源载体。氢气新能源的优点
1、可以用广泛存在的水作原料来制取。
2、最大的优点是它燃烧后的产物是水,不污染环境。
3、燃烧时放出的热量多,放出的热量约为同质量汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍。
作为能源,氢气具有其它能源所不具备的优点,应用广泛。它可以作为燃料,可以应用于航天、焊接、航天、军事等方面;根据它的还原性,还可以用于冶炼某些金属材料等方面。
我认为充电是未来的主流,理由如下。
一、新能源电动车技术已经成熟
我认为充电将是未来的趋势,现如今随着新能源技术的变革,新能源大有取代以燃油为主的趋势,而汽车作为新能源技术作用的重要载体,无疑促进了新能源技术的普及,我认为充电是未来新能源技术运用的主流,因为电动汽车已经得到了技术验证,而且相关汽车厂商已经开始制造电动汽车,比如特斯拉还有国产的蔚来理想汽车和小鹏汽车,这些电动汽车生产商已经将成千上万辆电动汽车送进千家万户,在资本的加持下,电动汽车的充电技术已经得到大幅度提高,续航能力加强,意味着充电用车成本甚至比燃油车更低,在国家的大力支持下,电动汽车相关的基础设施比如充电桩技术也在拔地而起,而且电动汽车的锂电池所需要的锂储量非常充足,完全能满足新能源充电的生产需要,相信在不远的将来,新能源充电汽车将在马路上随处可见,燃油车将退出历史舞台。
二、氢燃料技术不成熟而且成本高昂
氢燃料电池不会成为未来主流,因为它需要攻克一系列难题,而且不容易大规模普及,并且氢燃料不像锂金属一样储量丰富,它需要通过特定的方法制造,同时制造过程中不仅成本高昂,而且会产生污染,这与新能源汽车的初衷是背道而驰的,而且氢能源汽车的成本很高,很难和燃油汽车的价格拉开距离,这又使大规模普及氢能源汽车陷入了困境,因此可见氢能源汽车不能成为未来的主流。
三、换电本质上没有解决问题
换电也不会成为未来主流,它只是换汤不换药,对环境的污染比较大,而且换电本质上没有改变燃油车的需求问题,它代替不了燃油车,因此换电成不了未来的主流。
综上:充电是未来新能源技术运用的主流。
氢燃料电池以巡航里程长、加氢时间短、载重量大、环境适应性好等优点,被视作是对目前主流锂电池应用市场的极好补充。攀业氢能认为,对比锂电池汽车,燃料电池汽车优势十分明显,尤其像物流、大巴、远程公交、重卡等交通领域,可以成为新能源汽车在发展除锂电池之外的最优补充路线,同样也是适应市场的最佳选择。
氢作为一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效的二次能源,在汽车、轨道交通、船舶、航天、物流、供电供暖等领域,都有着丰富而广泛的应用前景,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,代表着未来新能源的发展方向。
中国氢气资源丰富,发展氢能源具有先天优势。目前国内氢气产量已超2000万吨,位居世界第一位。据麦肯锡报告中预期,到2030年,全球将有多达650万个氢燃料电池系统需求,市场前景巨大。
【太平洋汽车网】新能源汽车是指采用电能、氢燃料等非常规的能源作为动力来源,传统燃油车的燃料为石油,石油属于不可再生资源,且燃油车汽车排放尾气对环境的危害也是不可小觑的,那现在的新能源汽车发展已经成为一种趋势。
氢燃料电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。
燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式--最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。
如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车,区别于传统的化石能源汽车,其中包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、氢燃料电池汽车等。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)