“水氫車”揭開神秘面紗。
5月25日,龐青年在南陽工廠現(xiàn)場對媒體表示,這是水解制氫車,不要叫水氫車。簡單來說,它的工作原理就是,主材料鋁和水在催化劑的作用下產(chǎn)生氫氣,氫氣在燃料電池堆與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電能驅(qū)動(dòng)汽車。
不過,智庫君采訪多位相關(guān)領(lǐng)域?qū)<伊私獾?,青年汽車所說的車載水解制氫技術(shù),并不是其“新發(fā)明”,在技術(shù)上并沒有什么新的突破。這種直接在車內(nèi)制氫的方式,早在多年試錯(cuò)驗(yàn)證的過程中就被證明,存在很大的技術(shù)缺陷,在車輛上運(yùn)用的可能性極低。
“氫燃料汽車的使用路徑,包括日本、美國在內(nèi)的各個(gè)國家都已經(jīng)摸索了一遍,把其中一些不完善的技術(shù)全被淘汰掉了,后在車上使用的只剩下高壓氫瓶。氫能路線圖是在長期試錯(cuò)的情況下出來的,要通過制氫、儲(chǔ)氫、加氫這樣一個(gè)過程。往車內(nèi)加純氫,才是可行的。”5月25日,上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院燃料電池研究所副教授胡鳴若對智庫君表示。
實(shí)際上,青年汽車的技術(shù)并不神秘。
驅(qū)動(dòng)汽車的不是水。從科學(xué)原理來講,通過水和金屬化合物反應(yīng),可以獲得氫氣。但是本質(zhì)不是把水變成氫,而是制取氫的化學(xué)反應(yīng)需要水的參與。“燃料不是水而是其他物質(zhì), 將水分解成氫氧。”5月24日,清華大學(xué)氫燃料電池實(shí)驗(yàn)室主任王誠對智庫君表示。
通俗來說,它和傳統(tǒng)意義上的氫燃料電池車,大的不同在于,制造氫氣的地方不是在化工廠,而是直接搬到了在車?yán)?。車輛上路,不僅需要搭載氫燃料電池汽車所需的儲(chǔ)氫罐、燃料電池等一整套設(shè)備,還需要背上一座小型的“化工廠”,包括大型水箱、反應(yīng)裝置、過濾設(shè)備等。
目前,氫燃料汽車的工作運(yùn)行流程包括:制氫、運(yùn)氫、加氫、氫能運(yùn)用四個(gè)步驟,它簡化成了“加水、鋁、催化劑,氫能運(yùn)用”兩個(gè)步驟。那么,這種可以簡化流程的“運(yùn)用手段”,為什么到今天才被拿出來呢?
事實(shí)上,這種“車載水解制氫”技術(shù)并不新鮮,在國內(nèi)外早有研究,甚至可以追溯到上個(gè)世紀(jì)末氫燃料電池汽車概念萌芽的階段。但在試錯(cuò)之后,“車載水解制氫”被沒有被采納。
龐青年在現(xiàn)場介紹“水解制氫車”
而“車載水制氫氫燃料汽車”核心的關(guān)鍵技術(shù)是,在車內(nèi)制氫。
據(jù)胡鳴若介紹,車載制氫的方法主要包括兩種,一種是甲醇-水蒸氣重整,另一種就是使用金屬化合物水解,常見的有三種金屬化合物,即,硼氫hua鈉、氫化鎂和鋁粉。
他告訴智庫君,美國能源部曾在2000年左右支持過車載硼氫hua鈉粉末水解制氫技術(shù)的研發(fā),開發(fā)此技術(shù)的公司叫Millennium Cell,由于技術(shù)始終不成熟,該公司于2008年倒閉,并從NASDAQ退市。此外,在2004年,美國能源部對車載燃料重整制氫技術(shù)進(jìn)行了總結(jié),由于技術(shù)等問題,美國能源部終止了該技術(shù)路線的進(jìn)一步研發(fā)。
而胡鳴若此前曾做過一項(xiàng)金屬化合物水解制氫技術(shù)的研究,使用的金屬化合物是硼氫hua鈉,他告訴智庫君無論是硼氫hua鈉還是其他金屬化合物,水解制氫的過程中,難以攻克的地方有三點(diǎn):
,金屬化合物如果直接與水反應(yīng),它的反應(yīng)速度是很慢的,所以它必須要用一些催化劑;但是一旦用了這個(gè)催化劑之后水解非???,甚至是爆發(fā)式,難以控制。用在車上面,動(dòng)力必須要跟隨功率,前端必須要比較容易控制,而催化劑水解是難以控制的;
第二,水解制氫的氫氣出來之后,它始終會(huì)帶出有漿狀雜質(zhì),后續(xù)的過濾處理是非常困難。并且,每過一段時(shí)間,過濾裝置中會(huì)有很多這些過濾下來的物質(zhì),造成堵塞,導(dǎo)致過濾效果大大下降,用不了多久就要換過濾器。若漿狀雜質(zhì)進(jìn)入燃料電池,會(huì)對燃料電池的壽命有很大的損害;
第三,水解過程大量發(fā)熱,很難處理。從技術(shù)角度來說,還沒有*成為一個(gè)車載技術(shù),對電池是有影響的。如果前面的氣體不能夠跟上功率,也不能進(jìn)行很好的控制,再加上污染,燃料電池是很快就會(huì)壞掉的。
“大約十年前,江蘇丹陽有個(gè)公司也在做鋁粉制氫,說是引進(jìn)了韓國的技術(shù),但只是用于一些固定的場合。金屬化合物水解制氫技術(shù)應(yīng)用場合只能是一些小型燃料電池系統(tǒng),如便攜電源等,沒有辦法用在需要快速響應(yīng)的車載系統(tǒng)上面。”胡鳴若告訴智庫君。
而甲醇-蒸汽重整制氫,就是甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑的作用生成氫氣、二氧化碳和一氧化碳,然后通過變換反應(yīng)和提純來獲取氫氣。難點(diǎn)在于氫氣的提純,當(dāng)一氧化碳濃度超標(biāo),會(huì)影響燃料電池壽命;此外,由于重整,二氧化碳含量可高達(dá)20%,首先這可能根本就沒有減排的效果,其次會(huì)稀釋進(jìn)入燃料電池陽極的氫氣濃度,對燃料電池運(yùn)行的穩(wěn)定性和壽命也都會(huì)帶來影響。
車載制氫技術(shù)存在多種缺陷,想要商業(yè)化更是“偽命題”。
王誠對智庫君表示,水制氫沒有問題,但在成本和整車性能指標(biāo)方面可能沒有什么優(yōu)勢。
“工業(yè)大規(guī)模制氫更具成本優(yōu)勢,效率也更高,*沒有被要把制氫的這套裝置安裝在每一輛氫燃料電池汽車上,效率極低。”有業(yè)內(nèi)專家對智庫君表示。
按照青年汽車的設(shè)計(jì),車輛除了加水之外,更加重要的是還要長期加鋁合物和催化劑。此外,還要經(jīng)常處理過濾裝備。無論是車輛價(jià)值成本還是使用成本都*,而且車輛實(shí)際運(yùn)用起來,將非常復(fù)雜和麻煩。
此外,從能源使用上來說,制氫的手段都是大規(guī)模集中在大工廠的解決來實(shí)現(xiàn),這是集約的。如果分散制氫,勢必會(huì)造成能源的浪費(fèi)。
胡鳴若也指出,在氫能路線圖上,每個(gè)國家都把加氫站的數(shù)量作為一個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo),否則就是加甲醇站、加鋁粉站了。
目前,在*范圍內(nèi),氫燃料電池汽車商業(yè)化的使用路徑鏈條已經(jīng)明確,也就是“工業(yè)制氫-運(yùn)氫-加氫-氫能運(yùn)用”四個(gè)步驟。在工廠工業(yè)化制取大量氫氣,將制取的氫氣儲(chǔ)存到大型的儲(chǔ)氫罐中,運(yùn)輸?shù)郊託湔?,再通過加氫站給氫燃料汽車中的儲(chǔ)氫罐加氫,然后氫氣跟空氣中的氧氣在燃料電池堆中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生電能和水,產(chǎn)生的電能送往電動(dòng)機(jī),從而依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車。
這已經(jīng)是豐田、現(xiàn)代等車企和美日歐等多國,經(jīng)歷過多年探索,淘汰掉其他技術(shù)后所做出的jia選擇,也是行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可并接受的氫燃料電池汽車研發(fā)和使用路線。