未来将如何用氢气让汽车跑起来?

未来将如何用氢气让汽车跑起来?

汽车要行驶,必须要用能量。传统汽车使用的主要是汽油、柴油,然而化碳排放和空气污染问题又难以解决。可是,不用汽油和柴油的话,还能用什么呢?

其实,除了现在大行其道的电力驱动外,还有氢气。我们都知道,氢气极易燃烧,而且热值为142351千焦/千克,是汽油的3倍多。更妙的是氢燃烧的产物为水,不会对环境造成污染。

未来将如何用氢气让汽车跑起来

不过,氢气不像汽油可以开采,在地球上几乎不存在天然的氢气(尽管宇宙中氢占绝大多数)。地球上的氢都以化合物的形式存在于水、有机物类的分子中。

怎样能得到氢气呢?其实,获得氢气的方法非常简单,中学时我们都学过,电解水可以得到氢气。工业上常用天然气(主要是甲烷)与水蒸气反应(术语叫重整)的方法制造氢气,工艺也比较成熟。

可以说,地球上的氢气资源十分丰富,氢能源像电能一样属于二次能源。它有胜过电能的优点,可用车船长途运输和大量储存,这正好适用于汽车。

目前,质子交换膜燃料电池是最主流的,工作过程中不涉及氢氧燃烧,能量转化率高。电池工作时,向氢电极供应氢气,同时向氧电极供应氧气。氢气和氧气在电极的催化剂作用下,通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电,在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后,反应过程就能连续进行。

早在19世纪的汽车发展初期,就有人设计使用过氢燃料的汽车;只是由于氢在通常情况下是气体,而且很难液化,车载储氢技术难以突破,因此限制了氢气作为汽车燃料的使用。

2014年底,日本丰田公司推出了一款名为“mirai”的氢燃料汽车,氢燃料以70兆帕气压存储在两个罐中(容量合计为122.4升),续航里程可达650公里。这款车除了比同等水平的汽油车贵一些外,其性能与方便程度已经没有差别。

目前,中国首台氢能源汽车格罗夫已经亮相,续航里程可达1000公里。

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