氢能源开发及利用(五)3
5.3 燃料电池车的开发应用
5.3.1 氢燃料电池汽车
美国通用、丰田、本田、奥迪和大众五大汽车制造商相继推出了自已设计制造的氢燃料电池汽车。这些汽车都采用氢燃料电池作为动力,电池仅通过氢氧发生电化学反应,没有燃烧过程,只产生水和热量,没有其它污染物排出。其他能量如化石燃料、风能、核能都不能直接使用,但可以转化为氢能源后供汽车使用。
研发氢燃料电池汽车,涉及到三个重要部件:一是重整器,它是负责从供给的燃料中生成氢气或含氢燃料,以供给燃料电池的燃料极;二是反应器,即燃料电池本体,它负责把燃料极上的氢燃料同空气极上的氧气或含氧的氧化剂实现电化学反应,产生电、热和水;三是加热器,它负责将反应器的内部温度维持在设定温度以上,以防止驱动初期不适应大电量使用,而发生反应器内部水份冻结。
研发氢燃料电池汽车,还涉及氢燃料电池系统,包括氢气和氧气的供给系统;包括可逆的储氢法和储氢合金材料;包括反应器中的收集水的结构、进行加温的结构、收集废蒸气的结构、进行检测和控制的结构;包括利用有机化合物的改性反应生成富氢改性气体的氢气站以及它的废气回收系统等等。
5.3.2 氢燃料电池汽车研发新动向
近年来,氢燃料电池汽车研发已成为企业行为。世界主要汽车制造厂家及燃料电池公司几乎都卷入了这场竞争,现已形成了两大阵营:一方为丰田和通用,另一方为戴-克、福特和三菱。
燃料电池汽车的关键技术是如何制氢?丰田和通用的方法是从一种名为清洁碳氢化合物燃料的新型汽油中提取氢气;戴-克、福特和三菱则以天然气为原料,通过对甲醇改质的方法来制氢。两大阵营竞争激烈,2004年,戴-克、福特和通用公司分别宣布,其公司研发的燃料电池汽车走进市场。此外,菲亚特、雷诺、沃尔沃、标致等汽车公司采用意大利的迪诺亚燃料电池开发出燃料电池汽车。大众、宝马、三菱和日产都有自已的燃料电池开发计划。专家预测,到2010年,燃料电池汽车的产量可达到100万辆。
对此,各国政府都采取了财政和政策支持。其中,美国政府计划在最近五年内,将投入30亿美元用于开发氢燃料技术,并提出到2010年,要让燃料电池汽车在汽车市场上占25%。日本提出要在2010年把燃料电池的价格降到普通汽油发动机的水平,并前先在政府机关普及燃料电池汽车,在最近五年内,计划投资8800万美元,到2020年总投资将达40亿美元。
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