氢气是如何让汽车跑起来的?
来源: 时间:2023.11.30

汽车要行驶,必须要用能量。传统汽车使用的主要是 化石能源,诸如汽油、柴油,然而这两者的碳排放和空气 污染问题是难以解决的。可是,不用汽油和柴油的话,还 能用什么呢?

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只有水,不会对 环境造成污染。不过不像汽油可以开采,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、有机物等的分子中。

怎样能得到氢气呢?获得氢气的方法其实非常简单,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 制氢,工艺成熟。 

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 世纪汽车发展初期,就有人设计使用过氢燃 料的汽车,只是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,限制了氢气作为汽车燃料的使用。 2014 年底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 650 公里。这款车除了比同等水平的 汽油车贵一些,性能与方便程度已经没有差别。

《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出: 未来着力解决的两大重点问题就是氢燃料电池成本高企和 加氢站数量不足。目前中国首台氢能源汽车已经亮相,续 航里程可达 1000 公里。

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氢气是如何让汽车跑起来的?

来源: 时间:2023.11.30

汽车要行驶,必须要用能量。传统汽车使用的主要是 化石能源,诸如汽油、柴油,然而这两者的碳排放和空气 污染问题是难以解决的。可是,不用汽油和柴油的话,还 能用什么呢?

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只有水,不会对 环境造成污染。不过不像汽油可以开采,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、有机物等的分子中。

怎样能得到氢气呢?获得氢气的方法其实非常简单,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 制氢,工艺成熟。 

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 世纪汽车发展初期,就有人设计使用过氢燃 料的汽车,只是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,限制了氢气作为汽车燃料的使用。 2014 年底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 650 公里。这款车除了比同等水平的 汽油车贵一些,性能与方便程度已经没有差别。

《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出: 未来着力解决的两大重点问题就是氢燃料电池成本高企和 加氢站数量不足。目前中国首台氢能源汽车已经亮相,续 航里程可达 1000 公里。