發熱高以及無污染 聊聊現代汽車氫技術

  糾錯  2021/9/8 9:49:00  糾錯 推薦指數: ★★★   加入收藏

氫,作為化學周期表上排位第一的元素,對于人類來說至關重要。從人們最初接觸這種極易燃燒、透明、無味的氣體開始,時至今日科學家們已經經歷了超過200年的探索,通過這漫長的探索,我們對氫的了解也越來越深,尤其是通過化學反應作為能源這一點深受人們的關注。作為燃料,它具有質量輕、發熱高以及無污染的特點,因此氫燃料成為大家追捧的熱門技術。

在剛開幕的慕尼黑車展期間,在氫技術領域深耕已久的現代汽車集團再次帶來關于氫能的未來愿景。

這次他們除了發布了一臺全新的氫燃料電池概念車外,還帶來了全新一代的氫燃料電池系統和相關氫產品。那么廢話少說,我們先從全新一代氫燃料電池系統說起……

伊始·氫能源車是如何行駛的?

想要了解全新一代的氫燃料電池系統,我們首先要知道氫燃料電動車是如何行駛的,這對于了解氫燃料電池系統至關重要。

從這個簡單的過程可以看出,氫能源車工作有幾個重要的部分,一個是“發動機”,一個是氫氣的供應,這個過程看似簡單,但實現并非易事。

發展·氫能源車的“發動機”——燃料電池堆

我們上面提到的“發動機”實際上在氫燃料車里有自己專有的名詞——燃料電池堆,它是氫燃料汽車的核心。燃料電池堆工作時,車輛自帶的儲氫罐會提供高壓氫氣,經過多級降壓(一般是兩級)后,氫氣和空氣里的氧氣進行化學反應,并產生電能。

以現代現款的NEXO為例,它的燃料電池堆是由440個單格電池組成,一個單格電池又由電極膜、金屬分離板等部分組成。

從理論上看,氫燃料電池系統并不復雜,它就是我們初中化學電解水的逆反應,但其中有很多技術難題。首先是燃料電池堆棧體積過大的問題,小型化一直是這類系統當下追求的重點,第二是質子交換膜的問題,其生產制造都需要很高的技術支持,第三就是復雜工況對系統的影響問題,比如低溫啟動等等。

最后大家擔憂的壽命問題,氫燃料電池系統在使用壽命上確實表現很差,第一代車型的壽命大概只有3萬公里,直到第二代產品也就是Nexo才有所好轉,其壽命大概在16萬公里。

成果·氫之日帶來的最新系統

在現代氫之日上,現代帶來的全新氫燃料電池系統就是繼Nexo之后的換代技術。整個技術的核心在于對氫燃料電池系統進行了升級。主要表現在下面幾個方面:

第一是小型化。相比Nexo上搭載的氫燃料電池系統,全新一代的氫燃料電池堆棧在體積上縮小了30%。

據悉,雖然第三代堆棧有乘用和商用之分,但它們支持相互匹配,比如在現代的規劃中,小型客車可能會搭配一臺商用車燃料電池堆棧+一臺乘用車燃料電池堆棧,而對于載貨量更大的貨車則可能使用兩臺商用車燃料電池堆棧,總的來說不同功率的氫燃料電池系統如同樂高一般可以隨意組裝。

第三個也就是最后一個是降低成本,F代采用的方法是通過材料升級來替換原來燃料電池堆棧里面的昂貴材料。其效果對于成本來說是立竿見影的,根據現代的統計,第三代燃料電池堆棧價格相比第二代可以降低50%以上,而他們的目標是在2030年,讓氫燃料電池車媲美純電動車。如果這兩種達到平衡,對于5分鐘就能完成加氫操作的氫燃料電池車來說無疑更有吸引力。

小結:

現代最早的量產氫燃料電池系統曾搭載在途勝上,當時獲得了2015年的沃德十佳,不過對于這種過于前衛的技術,消費者并不買單,當時也氫燃料電池版本的途勝也多作為租賃車輛使用;真正讓大家了解現代氫燃料技術的是Nexo,這臺車憑借全新的氫燃料電池技術獲得了2019年的沃德十佳,評委甚至給出了“通往未來的時光機器”這樣個評價。

這次發布的全新一代氫燃料電池系統雖然還處于研發階段,但從發布的信息和實物來看,全新一代針對之前氫燃料電池系統的痛點都進行了全面的升級和改進,同時隨著氫燃料電池系統成本的降低,人們對于這種“未來科技”的接納會越來越高。當然產品固然重要,基礎設施(加氫站、制氫站)更是關鍵一環,只有保證基礎設施的完備,才能更好的促進氫技術的發展。

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