燃料電池汽車(chē)-在路上

1、燃料電池汽車(chē)在路上隨著技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)配套設(shè)施的逐步完善，燃料電池汽車(chē)飛馳于高速公路上之日已不再遙遠(yuǎn)。毫無(wú)疑問(wèn)，燃料電池(fuel cell)的概念是隨著近幾十年來(lái)環(huán)保問(wèn)題的日益嚴(yán)重才變得越來(lái) 越熱的。今年1月，美國(guó)總統(tǒng)布什明確表示，放棄已經(jīng)進(jìn)行了 8年之久的超高里程燃?xì)鈩?dòng)力汽車(chē)的開(kāi)發(fā)研制，而把燃料電池汽車(chē)作為美國(guó)清潔汽車(chē)研發(fā)新的正式目標(biāo)。作為世界上第一汽車(chē)大國(guó)，美國(guó)的這一舉動(dòng)將燃料電池?zé)岫忍嵘搅饲八从械母叨?。其?shí)，早在1839年，英國(guó)物理學(xué)家威廉格羅夫 (William Grove)就從理論上闡述了燃 料電池的基本工作原理。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程說(shuō)起來(lái)并不難理解，甚至可以用一個(gè)初中化學(xué)里的方程式來(lái)表達(dá)

2、：在具有滲透性的膜的兩側(cè)分別供給氫和氧，氫原子的質(zhì)子與氧結(jié)合生成水分子，而電子經(jīng)由外接電路形成電流。由于在這個(gè)光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中并不涉及燃燒，而且最終產(chǎn)物只是電流和水，在汽車(chē)業(yè)這一能源消耗量和溫室氣體排放量巨大的領(lǐng)域，燃料電池不僅在能量產(chǎn)生效率上比汽油、 柴油等傳統(tǒng)燃料高出一籌，還是最清潔的、理論上完全無(wú)污染的能量供給方式。此外，在能量耗盡后，燃料電池不像傳統(tǒng)的電池那樣需要長(zhǎng)時(shí)間充電，而只需補(bǔ)充燃料即可繼續(xù)工作， 這一點(diǎn)對(duì)汽車(chē)駕駛者來(lái)說(shuō)尤為方便。雖然說(shuō)來(lái)如此簡(jiǎn)單， 但真正要將其付諸實(shí)際，卻并非易舉。首先面臨的問(wèn)題就是一一氫從哪里來(lái)？不需要太多的化學(xué)常識(shí)，我們就知道，盡管氫是宇宙中儲(chǔ)量最豐富的元素

3、，但在地球上，提取純粹的氫元素并不像從海水中提取鹽分那么容易。20世紀(jì)60年代，在美國(guó)的阿波羅登月計(jì)劃中，曾經(jīng)使用過(guò)氫燃料電池供電，但其高昂的成本使其只能用于科研，而不能在民用方面推廣。直到 80年代末，以巴勒德電力系統(tǒng)公司(Ballard Power Systems)為代表的眾多公司發(fā)明出提高燃料電池的產(chǎn)電量及將甲醇、乙醇或天然氣轉(zhuǎn)化為純氫等一系列技 術(shù)，燃料電池取代汽油或柴油成為新一代綠色環(huán)保汽車(chē)動(dòng)力才成為可能。即使有了能夠滿(mǎn)足制造民用燃料電池需要的成本較為低廉的氫，也并不意味著燃料電池 TOC o 1-5 h z 就可以很快廣泛地用在汽車(chē)上。技術(shù)上的突飛猛進(jìn)固然已經(jīng)大大縮小了燃料電池的體

4、積，但以福特公司最新研制出的?？怂笷CV(Focus FCV)燃料電池概念車(chē)為例，為了容納下燃料電池發(fā)電裝置和足夠結(jié)實(shí)的壓縮液氫箱，福特汽車(chē)所一貫標(biāo)榜的寬敞車(chē)內(nèi)空間和舒適的后座長(zhǎng)度不得不為此作出犧牲。此外，這套裝置使福克斯 FCV比標(biāo)準(zhǔn)的?？怂剐吞?hào)汽車(chē)重了近600磅，從而顯著影響了它的加速。它需要14秒才能啟動(dòng)加速到 62英里每小時(shí)的行駛速度，足足比同款的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)慢5秒。更關(guān)鍵的是，雖然目前這款車(chē)還只是作為概念車(chē)在接受各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試，最終市場(chǎng)價(jià)格無(wú)從得知。但據(jù)汽車(chē)業(yè)專(zhuān)家估測(cè)，由于應(yīng)用了尖端技術(shù)，它的價(jià)格至少要比同款其他車(chē)型貴1萬(wàn)美元。安全性也是不可忽略的一個(gè)因素。說(shuō)到氫氣，許多人立時(shí)便會(huì)聯(lián)

5、想起1937年的“興登堡號(hào)”(Hindenburg)飛艇氫氣爆炸事故。一旦裝置在身后的壓縮液氫箱泄漏或是遭外力撞擊，它會(huì)不會(huì)變成一個(gè)巨大的炸彈？這不僅是研究人員和廠(chǎng)家必須面對(duì)的問(wèn)題，也是許多未來(lái)的燃料電池汽車(chē)消費(fèi)者最關(guān)心的一點(diǎn)。美國(guó)能源部所進(jìn)行的研究為公眾服下了第一顆定心丸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，盡管氫氣是易燃?xì)怏w，但由于它原子量小，當(dāng)壓縮液氫箱泄漏時(shí)，氫氣會(huì)很快跑到空氣中去，因此并不比汽油泄漏時(shí)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性更高。從今年5月開(kāi)始，本田公司將對(duì)其研制的 FCX-V5燃料電池車(chē)進(jìn)行一系列公路汽車(chē)碰撞測(cè)試。此前的結(jié)果極大鼓舞了公眾的信心。在時(shí)速55公里的情況下，兩輛汽車(chē)迎面發(fā)生碰撞后，壓縮液氫箱完好無(wú)損

6、，并沒(méi)有發(fā)生任何泄漏。而未來(lái)將進(jìn)行的更高速度下的側(cè)面碰撞和追尾碰撞實(shí)驗(yàn)將進(jìn)一步測(cè)試燃料電池汽車(chē)的安全程度。在所有汽車(chē)業(yè)巨頭中，福特公司最熱衷于燃料電池汽車(chē)的研發(fā)。這從它大力開(kāi)發(fā)其蟬聯(lián)2000年、2001年全球最暢銷(xiāo)汽車(chē)稱(chēng)號(hào)的?？怂剐推?chē)的FCV燃料電池汽車(chē)的舉動(dòng)中可見(jiàn)一斑。其他公司也都八仙過(guò)海，各有絕招。通用汽車(chē)用來(lái)吸引未來(lái)購(gòu)買(mǎi)者的舉措別出機(jī)杼，它正在研制一款6英寸厚的包含所有動(dòng)力系統(tǒng)的汽車(chē)底盤(pán)。消費(fèi)者可以讓當(dāng)?shù)仄?chē)經(jīng)銷(xiāo)商按自己的需要加上不同的車(chē)體，從而將其改裝為轎車(chē)、皮卡或小型貨車(chē)。然而，無(wú)論汽車(chē)生產(chǎn)商在改進(jìn)燃料電池汽車(chē)的各項(xiàng)性能上付出多大努力，如果沒(méi)有像如今星羅棋布的加油站一樣方便的燃料補(bǔ)

7、給點(diǎn)，所有的燃料電池汽車(chē)將永遠(yuǎn)只能作為概念車(chē)在各大車(chē)展上出出風(fēng)頭而已。美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)的丹霍爾特在接受美國(guó)新聞與世界報(bào)道采訪(fǎng)時(shí)指出，如果沒(méi)有大量方便的氫氣供應(yīng)站，氫燃料電池汽車(chē)不可能正式走上高速公路， 但如果沒(méi)有大量的氫燃料電池汽車(chē)所產(chǎn)生的需求，大量的氫氣供應(yīng)站又不可能出現(xiàn)。出現(xiàn)這種“雞生蛋蛋生雞”問(wèn)題的原因是顯而易見(jiàn)的。雖然從戴姆勒-克萊斯勒到福特等眾多汽車(chē)業(yè)巨頭都在采用或與能源公司合作或自建的方式解決燃料電池汽車(chē)燃料供應(yīng)問(wèn) 題，但這同建設(shè)足夠多的新型氫氣供應(yīng)站所需的努力相比無(wú)異于杯水車(chē)薪。據(jù)殼牌公司子公司殼牌氫(Shell Hydrogen)公司預(yù)測(cè)，整個(gè)建設(shè)氫氣供應(yīng)站、切換管線(xiàn)、添置設(shè)

8、備及相關(guān)的運(yùn) 營(yíng)費(fèi)用至少需要190億美元，這是單個(gè)公司所難以承擔(dān)的。然而，高額費(fèi)用的另一方面也蘊(yùn)含著巨大商機(jī)，在J.D.Power最新的一次調(diào)查中，有60%的接受調(diào)查者表示，如果燃料電池汽車(chē)與燃油汽車(chē)的價(jià)格相差不超過(guò)10%，而燃料補(bǔ)充又足夠方便的話(huà)，他們會(huì)選擇購(gòu)買(mǎi)燃料電池汽車(chē)。而燃料電池汽車(chē)的環(huán)保優(yōu)勢(shì)也是政府所關(guān)注的。正因?yàn)檫@個(gè)原因，在加利福尼亞，由美國(guó)能源部、汽車(chē)制造商和能源公司合作進(jìn)行的加 利福尼亞燃料電池合作計(jì)劃已經(jīng)如火如荼地展開(kāi)。3月27日，在加利福尼亞的爾灣市 (Irvine)，美國(guó)能源部長(zhǎng)斯賓塞亞伯拉罕與西門(mén)子西屋動(dòng)力公司 (Sieme ns West in ghouse Powe

9、r Corporatio n)和南加州愛(ài)迪生公司(SouthernCalifornia Edison)兩大能源業(yè)巨頭共同發(fā)布消息：世界上第一臺(tái)燃料電池和燃?xì)鉁u輪混合發(fā) 電裝置已經(jīng)正式運(yùn)行發(fā)電。結(jié)合了西門(mén)子西屋動(dòng)力公司的固體氧化物燃料電池技術(shù)和英格索 蘭(Ingersoll Rand)的微型渦輪機(jī)技術(shù)，這臺(tái)體積相當(dāng)于拖車(chē)式活動(dòng)房屋的發(fā)電裝置每小時(shí)能 發(fā)出190千瓦的電能，足以供給 200個(gè)家庭所需的能量。一個(gè)月后，戴姆勒-克萊斯勒在薩克拉門(mén)托建立的第一家為該地區(qū)測(cè)試中的燃料電池汽 車(chē)提供液體燃料的甲醇燃料站標(biāo)志著該合作計(jì)劃進(jìn)入第二階段。在這個(gè)階段中，不僅氫燃料電池汽車(chē)接受測(cè)試，液體燃料電池汽車(chē)也在受測(cè)之列。而目前測(cè)試中的汽車(chē)NECAR 5則是第一款使用甲醇作為液體燃料電池提供動(dòng)力的汽車(chē)。同月，斯圖亞特能源系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)出的便攜式氫燃料填充站 CFP-450也成為福特公司新型?？怂笷CV在加州的公路測(cè)試的能源供應(yīng)系統(tǒng)。f忙七:業(yè)II謚昱兄4A衍易.的