广告

汽车加水就能跑?别闹了,主角其实还是电!

2019-05-24 阅读:
从技术上说,利用氢气氧气结合这个化学反应驱动车辆没什么问题,但青年汽车的问题出在“只加水”这三个字上。据调查了解,想要在车上制氢,有两种路径,但两种路径其实都不是只加水,“只加水就能跑”的说法根本站不住脚。

日前,河南省南阳日报一则《水氢发动机在南阳下线,市委书记点赞!》的报道在网络发酵。Czjednc

据该文章报道,当地氢能源汽车企业——青年汽车研发了一种“水氢”发动机,“意味着车载水可以实时制取氢气,车辆只需加水即可行驶。”Czjednc

001ednc20190524Czjednc

因为“只加水即可行驶”的说法存在较多疑点,该报道迅速在网络上形成热议,人民日报等媒体也跟进报道进行质疑。Czjednc

这一现象既反应了目前氢能源汽车,或氢燃料电池汽车再次兴起,成为社会广泛关注点的现状,又反映了目前国内大部分非专业人群,对氢燃料电池汽车缺乏基本认知的尴尬现实。Czjednc

那么这个水氢燃料汽车到底是何方神圣?只加水就能跑的说法到底站不站的住脚?氢能源汽车到底是什么原理?国内氢能源产业到底发展到什么阶段了呢?车东西经过调查采访,进行深度解析。Czjednc

汽车加水就能跑?别闹了

5月23日,《南阳日报》发布头版报道,称当地氢能源汽车企业——青年汽车下线了水氢发动机,仅加水即可行驶。而在前一天,市委书记、市长等相关领导也到场见证了下线仪式。Czjednc

002ednc20190524Czjednc

南阳日报报道Czjednc

根据相关报道,青年汽车为浙江金华一家氢能源汽车,此前就曾发布过“水氢燃料汽车”的相关消息。人民网汽车频道2017年8月发布的题为“青年汽车首辆水氢燃料汽车亮相续航里程500公里”的报道称,青年汽车董事局主席庞青年表示,水氢燃料汽车不用加油、也不用充电,只加水,即可通过催化剂进行化学反应产生氢气,续航超过500公里。Czjednc

而青年汽车集团相关技术人员在上述报道中表示,“水氢燃料车的科技成果是一种特殊催化剂,在这种特殊催化剂的作用下,才能将水转换成氢气。未来,该项技术也将应用在轿车上。”Czjednc

这种说法一出,就引起网络一阵质疑。Czjednc

首先,根据青年汽车的相关描述以及目前汽车产业的技术发展路径来看,这个水氢燃料汽车本身就是现在经常讲的氢燃料电池汽车。Czjednc

003ednc20190524Czjednc
Czjednc

青年汽车的“水氢汽车”,图自人民网Czjednc

其本质是在氢燃料电堆内让氢气和氧气通过化学反应相结合,进而形成电流驱动电机,并给电池充电的过程。Czjednc

目前根据这一原理制造的氢燃料电池汽车在全球已经有一些量产案例,例如丰田Mirai、本田Clarity等氢燃料电池乘用车已经在美国开售。而我国的商用车企业北汽福田也制造了氢燃料的大巴进行示范运营。Czjednc

从技术上说,利用氢气氧气结合这个化学反应驱动车辆没什么问题,但青年汽车的问题出在“只加水”这三个字上。Czjednc

从字面意思来看,青年汽车的水氢燃料汽车需要加水,然后靠车载装置分解水来制得氢气,进而再向电堆中输出来发电,这一过程从理论上讲没有问题。Czjednc

但据调查了解,想要在车上制氢,有两种路径,但两种路径其实都不是只加水,“只加水就能跑”的说法根本站不住脚。Czjednc

路径一:电解水制氢 根本无法上车

第一种让水变氢气的方式是电解水。Czjednc

工业上目前确实存在用电解水制氢的方法,所以如果青年汽车是这个思路,那它的水氢燃料汽车相当于是背了一套电解水制氢气设备,然后用水制造氢气,进而给电堆提供氢能的过程。Czjednc

这个过程看似合理,但一个关键问题是,电解水需要消耗电能,所以如果青年汽车采用了这个路径,那它除了加水,但还需要耗电才能制氢气!Czjednc

所以,只加水的说法站不住脚,还得充电!Czjednc

与此同时,即使不考虑还需要用电的情况,这个过程的效率也低到没有意义。Czjednc

一位氢燃料电池从业者向车东西提供的数据显示,目前的电解水技术,需要消耗4-5度电,才能指出1立方的氢气,11立方的氢气能产生十几度的电。Czjednc

换算一下就是消耗四五十度电制造11立方的氢气,然后再发出十几度的电!Czjednc

很明显,先用电把水变成氢气,再让氢气与氧气结合发电,两次转换白白浪费了几十度电,这个过程根本毫无意义。Czjednc

路径二:甲醇重整制氢 但加的是甲醇!

除了电解水制氢,目前还存在利用甲醇重整这一化学反应来制氢的路径。Czjednc

据了解,甲醇与水蒸气在一定温度和压力条件下,通过催化剂催化,可以发生甲醇裂解和一氧化碳的变换反应,进而生成氢气和二氧化碳。Czjednc

基于这个化学原理,可以在车上安装一个甲醇重整装置进而生成氢气,然后让氢气进去氢能源电堆,与氧气反应产生电能。Czjednc

这一技术路径目前确实存在,东风特种汽车公司与苏州氢洁电源公司在2018年10月还发布了一款甲醇重整氢燃料电池汽车,并且获得了工信部303批次公告。Czjednc

004ednc20190524Czjednc

甲醇重整氢燃料电池汽车Czjednc

上述事实说明,这一路径目前确实可行,但是这个技术叫做甲醇重整,基于此推出的车型叫做甲醇重整氢燃料电池,由此可见其制氢的核心原料是甲醇,水只是其中一种原料。Czjednc

所以如果青年汽车采用的是这种路线,那它的说法应该是往汽车里加甲醇而不是加水。Czjednc

不过需要注意的是,目前甲醇氢燃料电池汽车技术也还在发展之中,目前只有一些测试车辆投产,技术还远没到可大规模量产应用阶段。Czjednc

此外需要注意的是,青年汽车此前在对外解释时,说其制氢方式的核心是采用了某种催化剂,可以直接将水制成氢气。但尴尬的是,在被报道两年多的时候里,青年汽车一直拒绝透露这个神秘的催化剂到底是什么。Czjednc

而且从化学原理可知,催化剂本身不参与反应,想要通过水的化学反应产生氢气,还需要另一种原料参与,那从这个角度来说,这车也不是只加水就能跑。Czjednc

氢燃料电池汽车再获重视 但行业仍处于起步阶段

4月初,三款氢燃料电池车首次登上《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,享受每辆车20万-50万的国家补贴,与部分地方政府的等额补贴,总额最高可达售价的70%,也就是说补贴总额最高可达100万元,补贴措施至少会持续到2020年。Czjednc

与补贴大幅退坡的纯电车型相比,政府对燃料电池汽车的厚爱,让原本处于边缘地带的氢燃料电池汽车再次来到了人们的视线之中,也再次带起了国内氢能源汽车产业的小高潮。Czjednc

氢燃料电池汽车是燃料电池汽车的一种,此外还有甲醇、天然气、乙醇等燃料电池汽车,但氢燃料电池汽车是目前的最主流发展方向。Czjednc

如下图,氢燃料电池汽车的核心是氢燃料电堆,其核心部件是中间的质子交换膜,而质子交换膜两侧又分别是阳极板和阴极板。工作时,向阳极板侧通氢气,向阴极板侧通氧气,就会发挥化学反应,产生电流,即可驱动车轮,或给电池充电。Czjednc

由于这一反应过程中排放只有水,且氢气和氧气在地球上几乎用之不竭,加氢只需几分钟非常便捷等优势,氢能源被丰田等车企,以及部分国家认为是未来的终极能源形式而备受关注。Czjednc

2015年起,丰田、本田相继在美国推出氢燃料电池轿车Mirai和Clarity,向全球验证了氢燃料电池汽车的可行性,随后也引起了包括我国在内的氢燃料电池汽车研究浪潮。Czjednc

005ednc20190524Czjednc
Czjednc

丰田MiraiCzjednc

在我国推广新能源汽车之初的2009年,就推出了《节能与氢能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》,提出由中央财政对燃料电池汽车进行6-60万不等的成本差价补贴的优惠措施。Czjednc

随后2011年的《中华人民共和国车船税法》又规定燃料电池汽车与纯电动汽车、插混车一样,享受免征车船税的优惠。Czjednc

并在随后的新能源汽车补贴方案中,一直给予燃料电池汽车高额补贴,激励相关企业进行研发工作。Czjednc

随后,国内像是北汽商用车、福田欧辉客车、宇通客车、东风特种汽车、中植汽车等商用车厂商先后入局。并出现了一批像是亿华通、新源动力、众宇、重塑能源、锋源创新、上海博氢新能源、鸿基创能等从事电堆、质子交换膜等关键零部件研发的氢能源企业。Czjednc

虽然有着零排放、能源取之不尽、加氢便捷等优势的氢燃料电池汽车被国家看好并大力扶持,但目前氢燃料电池汽车现阶段并没有发展起来。Czjednc

2018年,我国仅售出1527辆氢燃料电池汽车,其中客车1418辆,货车109辆。而2018年全国商用车总销量为437.1万辆,燃料电池车的渗透率不足万分之3,而即使放眼全球,总销量也不到1万台,可谓非常边缘化的技术和产品。Czjednc

原因主要在于氢燃料电池汽车的技术和市场都不够成熟。Czjednc

一方面,目前电堆的发电功率较低,代表最先进技术的丰田Mirai电堆为113kW,而我国量产的电堆则多在50kW左右,动力性远不如纯电动汽车。Czjednc

与此同时,由于技术尚处于早期,生产成本较高,一套电堆成本需要几十万元,进而导致量产车丰田Mirai、本田Clarity的售价达到40多万元,商用车则动辄上百万元。Czjednc

006ednc20190524Czjednc

加氢站Czjednc

另一方面,目前制氢成本仍然较高,且加氢站严重不足(国内只有几十个),氢能源汽车还不具备大规模使用条件。Czjednc

随着石化燃料的日益减少以及日益严格的环保法规,全球汽车产业向着新能源产业转移已是必然。Czjednc

但如果所有的汽车都采用纯电驱动,电网无法承受。因此各国政府也都在寻找纯电之外其他方案,我国政府就看中了氢能源汽车这一路径,因此虽然其一直都处于边缘地带,仍在投入重金继续支持其发展。Czjednc

(来源:智东西)Czjednc

  • 从能量守恒成为定律来说,所有的“新能源”只是环保意义。
  • 这种“只加水”宣传,就如世界上夜食住行“只要纸”一样。可笑的是诸位领导,是媒体!氢氧结合成水能释放能量,但将水分解成氢氧却先要消耗能量,这不需专业人士也能知道。
  • 中国不缺的就是这种人,简单的技术改头换面就高大上了。说白了就是氢能汽车,国外一大堆,国内政府百姓见识少,还以为什么高科技呢
  • 董事长是老赖
  • 现在的新闻媒体,都是特地找一帮语文不及格的人写标题……
本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:IVCR1401 35V 4A Si IVCR1401是一款4A单通道高速智能栅极驱动器,能够高效,安全地驱动SiC MOSFET和IGBT, 对比传统的栅极驱动,8引脚设计更简洁,使用更方便,能大大节约开发时间成本。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:碳化硅肖特基二极管 碳化硅肖特基功率二极管在开关电源电路中的应用,更好的让电路工作在高频状态,减小电路中电感等元件体积重量,由于碳化硅肖特基二极管优良的耐温性能和低损耗特性,让电路中热沉的体积重量得到改善,便于优化电路的热设计,与此同时,应用了SOD123封装形式的该款器件,为功率二极管小型化提出了解决方案,更好的贴合对器件小型化和产品功率密度改善有要求的客户需求。该产品可应用于高频ACF,小功率GaN适配器,驱动部分自举电路,高频DC/DC电路等应用场合。G51XT碳化硅肖特基二极管已进入市场,有良好的市场反馈。
  • 瑞萨电子推出64位RISC-V CPU内核RZ/Five通用MPU,开创R 产品作为瑞萨现有Arm CPU内核MPU阵容的新成员扩充RZ家族的产品组合
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:车规级数字通讯隔离 Chipways汽车级电池组隔离器XL8820系列产品是同时满足AEC-Q100汽车可靠性标准和ISO 26262汽车功能安全标准的车规级隔离式通讯接口芯片。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:TWS充电仓电源管理 SY8801是一款用于蓝牙耳机仓充电、放电的单芯片电源管理IC,芯片内部集成了BUCK、BOOST模块,I2C模块,负载检测模块,电力线通信模块。SY8801非常适合蓝牙耳机仓的设计,其极简化的外围电路,为客户提供了高性价比的应用方案。SY8801作为市场上第一款专门为TWS设计的芯片,更适合TWS产品的系统应用,它具有更高的集成度,使得产品能够更容易进行方案开发。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:10相数字电源管理芯 BPD93010是国内首家多相Buck数字控制器,支持1~10相给CPU/GPU/AI芯片供电,也支持扩展到20相,填补了中国低压大电流多相高功率电源管理方案的空白!
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:高可靠性汽车级A1等 GT24C512B是一款拥有具有聚辰自主知识产权软的高可靠性存储芯片,可以支持常温下4 百万的擦写次数,数据保持能支持100年,完全兼容工业标准的I2C接口协议。可以支持I2C模式下的1MHz读写,通过内置ECC的方式能极大的降低出错率,满足汽车行业对高良率的要求。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:32Mb串口RAM-IS66/6 该产品融合了传统SRAM和DRAM的优势,具有容量大、速度快、引脚少、成本低的优点,并可提供具有高可靠性的车规级产品。产品接口简单,无需太多复杂接口设计,可有效增强系统性能,简化设计,减少系统总成本。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:业界首款车规级超高 GD25/55LT是业界首款超高速四通道的SPI NOR Flash产品系列 ,最高时钟频率达到200MHz,数据吞吐率高达200MB/s,是现有产品的3倍以上。内置ECC算法与CRC校验功能,在提高可靠性的同时延长了产品使用寿命,DQS和DLP功能为高速系统设计提供了保障。通过了车载AEC-Q100的认证。GD25/55LT系列产品是业内最高性能,超高可靠性的四通道SPI NOR Flash车规级解决方案,在满足车载应用对Flash即时响应需求的同时又满足了功能安全的要求。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:FORESEE车规级eMMC 2020年,江波龙电子旗下行业类品牌FORESEE发布车规级eMMC,并通过AEC-Q100验证,成为国内为数不多通过AEC-Q100验证的存储品牌之一。
  • “中国IC设计成就奖”提名产品简介:高速存储控制芯片HG 宏芯宇自主研发的全球首颗40nm的USB接口存储控制芯片HG2319,采用USB3.0技术,实现了闪存存储速度创新,一举将速度提升10倍,满足了人们高速传送高品质影像档案的速度要求,省电节能、更高兼容性、成本更低。采用BCH 90 Bit ECC纠错引擎,相比同业采用的72bit更加强化存储容错率,等同于增加闪存盘产品稳定性与寿命,透过领先的研发技术,HG2319目前是同业产品中最小面积的设计,成本领先同业。
  • 自耦变压器SPICE建模 自耦变压器又称为单绕组变压器,可分升压变压器及降压变压器;它是一种只有一组线圈的变压器,其中一个线圈作为另一线圈的一部份...
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了