氫燃料電池汽車用車成本?關(guān)于《氫燃料電池汽車用車成本?》的內(nèi)容介紹。
氫燃料電池汽車用車成本?
該氫燃料電池汽車用車成本是每輛達(dá)到150萬左右,我國(guó)作為世界第一產(chǎn)氫大國(guó),產(chǎn)能超過2000萬噸/年。煤、天然氣、石油等化石燃料生產(chǎn)的氫氣占了將近70%,工業(yè)副產(chǎn)氣體制得氫氣約占30%,電解水占不到1%。我國(guó)制氫潛力巨大,煤炭、天然氣制氫幾乎不受資源約束,焦炭、氯堿、甲醇、合成氨的副產(chǎn)氫氣產(chǎn)能也超過千萬噸,2018年全國(guó)可再生能源棄電量為1023億千瓦時(shí),理論制氫潛力達(dá)到186萬噸。
在各類制氫技術(shù)路線中,化石燃料制氫技術(shù)具有技術(shù)成熟、成本較低等優(yōu)點(diǎn),但也面臨碳排放量高、氣體雜質(zhì)含量高等問題。我國(guó)煤制氫技術(shù)成熟,已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化且具有明顯成本優(yōu)勢(shì)(0.8~1.2元/標(biāo)準(zhǔn)立方米),適合大規(guī)模制氫,且我國(guó)煤炭資源豐富,煤制氫是我國(guó)當(dāng)前主要的制氫方式。天然氣制氫成本受原料價(jià)格影響較大,綜合成本略高于煤制氫(0.8~1.5元/標(biāo)準(zhǔn)立方米),主要適用于大規(guī)模制氫,但也存在碳排放問題,同時(shí)我國(guó)天然氣大量依賴進(jìn)口,原料相對(duì)較難以保證。雖然未來碳捕捉技術(shù)有望解決CO2排放問題,但也會(huì)增加制氫成本。此外,化石燃料制氫技術(shù)生產(chǎn)的氣體雜質(zhì)成分多,如果要應(yīng)用于燃料電池還需要進(jìn)一步的提純,增加純化成本。
制氫燃料催化劑分析?
氫燃料電池在汽車領(lǐng)域具有綜合能效高、環(huán)境友好、高可靠、啟動(dòng)迅速等特性,也因此氫燃料電池在汽車領(lǐng)域應(yīng)用最為普遍。氫燃料電池的催化材料是氫燃料電池結(jié)構(gòu)中的核心材料部件,是電池正常、高效的運(yùn)行保障。隨著當(dāng)前環(huán)境污染壓力的不斷上升,社會(huì)對(duì)大規(guī)模使用清潔新能源的需求更加迫切,也因此對(duì)氫燃料電池催化材料的成本、催化活性、催化穩(wěn)定性提出了更加嚴(yán)格的要求。
氫燃料為什么要催化劑?
催化劑層是氫氣燃料電池中氫氣和氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流的場(chǎng)所,可以說是氫氣燃料電池的核心。由于有三種組分參加化學(xué)反應(yīng),即氣體(氫氣和氧氣)、電子和質(zhì)子,因此要求上述三種組分都能到達(dá)催化劑表面。氣體要通過空隙,電子通過導(dǎo)電載體,質(zhì)子通過離聚物,這對(duì)催化劑層材料提出了很高的要求。首先它必須是多孔的,這樣氫氣和氧氣才能通過;其次它的導(dǎo)電性必須好,這樣電流才能大;然后,它和離聚物的接觸要好,確保質(zhì)子能過來;再次,催化劑層必須很薄,使得由于質(zhì)子遷移速率和反應(yīng)氣體滲透到催化劑層深處所引起電池電位損耗最小;最后,反應(yīng)生成的水必須有效清除,否則催化劑將浸入水中,導(dǎo)致氣體無法到達(dá)。
為了滿足上述五個(gè)要求,我們的解決方案是使用新型納米多孔碳膜作為微孔層和催化劑層材料,并將二者合二為一。新型納米多孔碳膜內(nèi)部是三維貫通的多孔結(jié)構(gòu),方便氫氣和氧氣通過,也有利于離聚物擴(kuò)散進(jìn)來。其次,新型納米多孔碳膜導(dǎo)電性良好(2-10 S/CM),滿足導(dǎo)電性的要求。然后,可以通過噴涂氯鉑酸溶液后用氫氣還原等方式在新型納米多孔碳膜一側(cè)負(fù)載幾微米厚的催化劑層,做出非常薄的催化劑層。最后,新型納米多孔碳膜內(nèi)部設(shè)計(jì)了親水性的小孔和憎水性的大孔,實(shí)現(xiàn)“水走水道,氣走氣道”,避免“水淹”現(xiàn)象。
氫燃料催化劑概念股?
安泰科技(000969)氫燃料電池金屬雙極板已實(shí)現(xiàn)批量供貨,并在催化劑領(lǐng)域進(jìn)行了重點(diǎn)布局,擁有碳載鎳催化劑制備專利。
天科股份(600378)催化劑是公司主營(yíng)業(yè)務(wù)之一,其中鎳系催化劑國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率高達(dá)80%,主要用于甲醇合成裝置、制氫裝置等。
科力遠(yuǎn) (600478)主營(yíng)鎳系列產(chǎn)品,是中國(guó)唯一一家能為鎳氫動(dòng)力電池提供配套原材料的企業(yè)。
氫燃料汽車原理?
氫燃料汽車工作原理是:氫分子通過燃燒與氧分子結(jié)合產(chǎn)生熱能和水,氫燃料電池通過液態(tài)氫與空氣中的氧結(jié)合而發(fā)電,根據(jù)此原理而制成的氫燃料電池可以發(fā)電用來推動(dòng)汽車,提供家庭或工業(yè)用電或作為手機(jī)電池。其實(shí)提煉氫燃料的過程非常復(fù)雜,而且能耗也非常高。氫內(nèi)燃車和氫燃料電池車不同,氫內(nèi)燃車是傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機(jī)車的帶小量改動(dòng)的版本,氫內(nèi)燃直接燃燒氫,不使用其他燃料或產(chǎn)生水蒸氣排出。這些車的問題是氫燃料很快耗盡,載滿氫氣的油缸只能行駛數(shù)英里,很快便沒了能量。
本田氫燃料汽車?
在2017年,本田在美國(guó)推出了一款名為“Clarity Fuel Cell”的氫動(dòng)力車型,但由于市場(chǎng)表現(xiàn)不佳,最終在2020年停產(chǎn)。
但從外媒最近曝光的消息來看,本田正在再次嘗試氫燃料電池汽車,并且想要推出新版本的CR-V,作為Clarity Fuel Cell的替代車型,并計(jì)劃將于2024年開始在俄亥俄州生產(chǎn)。
氫燃料汽車缺點(diǎn)?
1、目前氫燃料電池技術(shù)不夠成熟,成本較高;
2、目前缺乏加氫的基礎(chǔ)設(shè)施,而且跟充電站的建設(shè)一樣,存在先有雞還是先有蛋的困境,而且不像汽車充電起步初期可以多利用家庭設(shè)備推動(dòng)普及;
3、慢慢擴(kuò)展到公共充電樁和大型快速充電站,而只能一步調(diào)到大型加氫站;
4、早期基礎(chǔ)設(shè)施推廣阻力大,反過來造成燃料電池汽車銷量難以擴(kuò)大,這個(gè)是最大的硬傷。
氫燃料汽車氫泵原理?
氫分子通過燃燒與氧分子結(jié)合產(chǎn)生熱能和水。氫燃料電池通過液態(tài)氫與空氣中的氧結(jié)合而發(fā)電,根據(jù)此原理而制成的氫燃料電池可以發(fā)電用來推動(dòng)汽車,提供家庭或工業(yè)用電或作為手機(jī)電池。一原理說起來很簡(jiǎn)單,但具體分析的話就會(huì)發(fā)現(xiàn),其實(shí)提煉氫燃料的過程非常復(fù)雜,而且能耗也非常高。
氫內(nèi)燃車和氫燃料電池車不同。氫內(nèi)燃車是傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機(jī)車的帶小量改動(dòng)的版本。氫內(nèi)燃直接燃燒氫,不使用其他燃料或產(chǎn)生水蒸氣排出。這些車的問題是氫燃料很快耗盡。載滿氫氣的油缸只能行駛數(shù)英里,很快便沒能量。
另一方面,各色各樣的方法正在研究以減少耗用的空間,例如用液態(tài)氫或氫化物。1807年IsaacdeRivas制造了首輛氫內(nèi)燃車。可惜該設(shè)計(jì)甚不成功。寶馬的氫內(nèi)燃車有更多的力量,比氫燃料電池車更快。寶馬的氫汽車以三百公里每小時(shí)創(chuàng)下了氫汽車的最高速記錄。萬事達(dá)已在開發(fā)燒氫的轉(zhuǎn)子引擎。該轉(zhuǎn)子引擎反覆轉(zhuǎn)動(dòng),故氫從開口在引擎內(nèi)的不同部分燃燒,減少突然爆炸這個(gè)氫燃料活塞引擎的問題。日本武藏工業(yè)大學(xué)1990年在第八屆世界氫能會(huì)議上展出了一部使用液氫儲(chǔ)罐的燃?xì)滢I車。它由NISSAN車改裝,使用一個(gè)容積100L,總重60kg的液氫罐,可以100km/h行駛,排放廢氣中無CO2。中國(guó)研制的燃用氫、汽油混合燃料的城市節(jié)能公共汽車進(jìn)行試驗(yàn)。其他重要汽車生產(chǎn)商如通用汽車和DaimlerChrysler公司,投資在較慢較弱但較有效的氫燃料電池。
氫燃料電池使用成本?
氫燃料電池雖然被稱為電池,但是它并不儲(chǔ)存電能,而是一種發(fā)電裝置。其根本原理是利用了氫氣和氧氣反應(yīng)生成水這一化學(xué)機(jī)制,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,為汽車提供動(dòng)力。跟燃油車要加汽油一樣,氫燃料電池車需要在加氫站補(bǔ)充氫氣作為燃料,并將氫氣儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫罐中。儲(chǔ)氫罐就相當(dāng)于燃油車的油箱,而氫燃料電池就相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī),從儲(chǔ)氫罐中獲取氫氣,跟吸入的氧氣反應(yīng),產(chǎn)生電能,并將電能存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中。在汽車工作時(shí)電動(dòng)機(jī)從動(dòng)力電池中獲取電能,驅(qū)動(dòng)汽車。
對(duì)于燃料電池而言,用來加快反應(yīng)速率的催化劑是最費(fèi)錢的,原因是其含有一種貴金屬:鉑金?,F(xiàn)階段氫能源車產(chǎn)量大約為每年1000輛,這一產(chǎn)量下電池成本大約為每千瓦180美元,因此制造一個(gè)100kw電堆成本約12萬6千人民幣。再加上儲(chǔ)氫罐、動(dòng)力電池等成本,一套氫能源車的動(dòng)力總成價(jià)格逼近20萬!這也是為什么像豐田Mirai,現(xiàn)代NEXO等氫能源車售價(jià)高達(dá)40萬人民幣左右,幾乎是同品牌混動(dòng)車型的兩倍。若能將產(chǎn)量提升50倍,則成本可以縮減至每千瓦45美元。雖然隨著生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展,制造成本會(huì)有所下降,但是由于鉑金是稀有資源,鉑金的成本不會(huì)減低。一輛功率為100kw的氫能源車現(xiàn)階段需要30多克鉑金,折合人民幣6000-8000元。
氫燃料電池維護(hù)成本?
氫燃料電池汽車目前面臨的最大問題是,燃料電池堆的成本和使用壽命問題。
如功率100瓦 相當(dāng)于1.8L排量的氫燃料電池汽車,僅氫燃料電池組的成本就接近100萬元人民幣;
而氫燃料電池組在頻繁高低速輪換中,也容易縮短使用壽命。此外氫氣的來源也是問題,制氫所需的成本,比煉油和發(fā)電還高。
還有氫氣的生產(chǎn)、收集和使用,工業(yè)副產(chǎn)品氫,也就是那些煉焦炭、煤炭產(chǎn)生的氫氣的收集。
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