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作者:an888    发布于:2024-03-08 04:14    文字:【】【】【

  大摩-注册登录中心【首页】高压氢气用在家用车上,有两大致命缺点。一个是爆炸安全性,一个是车内空间小。

  隧道和地下车库等封闭场合,氢气泄露后的爆炸浓度范围极大,商用车可以有固定露天停车场,家用车绝对要停地下车库的。甚至记得有氢气公交车都不能经过隧道。另外高压储氢罐虽然有多重防护,但高压就是高压,损坏还是有概率问题。起码压力低得多的油改气汽车也有罐子爆炸。

  车内空间小是因为高压氢气体积密度太低,需要很大体积的储氢罐才能放得下 600 公里续航的氢气。所以车内空间就被压缩得厉害,你让车主买一辆 B 级车,空间却不如 A 级车,车主肯定不爽。

  甲醇是氢能源燃料的一个重要候选,除了甲醇汽车,还有甲醇轮船,甲醇发电站(已有 5G 基站使用)等。甲醇除了内燃机直接燃烧,还可以通过燃料电池发电(甲醇与水反应可以产生氢气)。

  甲醇与汽油特性比较近似,常温常压液体,使用后无残留,除了能量密度低不少和毒性差异,作为汽油的平替是很不错的。加油站改加醇站成本也不高。

  储氢还可以有固态氢化镁和液态有机溶液,储氢密度都挺高。不过这两者都是载体型,释氢后体积变化不大,需要回收、重新加氢才能使用,限制稍多。

  新能源汽车,首先排除氢和醇内燃机,那就只剩下燃料电池一条路了,那毫无疑问是氢气。

  甲醇燃料电池本身就是氢燃料电池的过渡产品。因为早期的氢很多都是来源于甲醇重整来的,科学家就想与其这样我还不如直接拿甲醇当燃料少一步制氢的步骤,液体燃料还好储运。所以十多年前甲醇燃料电池是非常火的,但是随着研究的深入近几年甲醇燃料电池的热度几乎没有了,主要是因为甲醇燃料电池相比氢有几个主要的缺点:

  一、贵金属用量更大。氢燃料电池阴阳极都用Pt,但是阳极氢气氧化反应动力学非常快,所以Pt用量实际不大,主要是阴极用的Pt多。而甲醇燃料电池阳极甲醇氧化反应动力学和氢氧化比慢的多,光阳极他Pt的用量就高很多,在氢燃料电池普遍Pt载量已经降低到0.4 mgPt/cm2的背景下,甲醇燃料电池光阳极用量就在1 mgPt/cm2,甚至达到2,这还不包括上面提到的,他阴极和氢燃料电池是同一个反应,也是一个用Pt大户。氢燃料电池贵金属用量高,已经都因为太贵为人诟病多久了,这还来一个用的更多的。哦对了,甲醇氧化反应光Pt还不行,Pt容易被甲醇氧化的副产物CO毒化,还得加Ru,虽然Ru便宜,但是催化剂组成复杂了,成本就受到影响。

  二、性能低。就光看电池的功率密度,氢燃料电池在使用空气的条件下,峰值功率超越1 W/cm2是非常轻松的,但是甲醇燃料电池,能到200 mW/cm2已经算较优水平了,而且阴极用的还是纯氧。

  三、甲醇对膜的穿透。目前燃料电池用的电解质都是PEM膜,膜越薄质子传导越容易,通常性能也会相应提高,所以氢燃料电池现在主流都是10 微米左右的薄Nafion膜。但是甲醇本身的有机物特性导致它很容易就透过PEM膜到达阴极,造成阴极催化剂毒化,为了克服这一点,通常甲醇燃料电池的PEM膜都比较厚,一般都是nafion 115(127微米)或者nafion 117(183微米)居多,显然甲醇燃料电池由于这个甲醇渗透,在性能和稳定性之间有一个无法调和的矛盾,无法解决。

  实际上现在市面上有很多甲醇燃料电池,是在氢燃料电池前加了一个甲醇重整器和纯化系统,加进去的是甲醇,通过重整和纯化得到高纯氢,再进电池反应,本质上是氢燃料电池,只是为了暂时解决氢气的储运问题。

  燃料电池技术一定是未来的“新能源车”的必然趋势,而今天那些BEV电池车仅仅就是燃料电池技术成熟前、商用化前的历史性诈尸现象而已,不管什么技术名字的电池、号称多快的充电技术,仅仅是一些代表着某些资本的歇斯底里的表演而已。

  但无论氢燃料电池,还是增加一道重整器工序的甲醇燃料电池,其实真正能进商用化、普及化的过程中,可能还会引发一系列的社会问题,那就是偷车问题。因为那个转换堆用的都是贵金属,失窃的原因不用多解释了吧?

  目前仍有不少科学家在寻找新的燃料电池介质、新的反应膜材质,不然,燃料电池的系统成本降不下来,商用化推广定会举步维艰。

  @Emira新能源时代应当允许多元化的新能源及其能量提取的方式,而不是首先排除掉发动机或者其他动力转换装置,从而达到给单一的燃料电池设置保护屏障的目的。

  首先如果说用氢气或者甲醇作为新能源汽车的燃料,那么比起采用单纯三元锂电池或者磷酸铁锂进行电能存储具备更好的能量密度,也无须花费大量的制造和采集成本去制作大电池,这对当前采用一个很大的动力电池来在增加里程对新能源汽车产生的重大负担是一个非常好的减负方法。

  第二、用可再生能源如风电、光电等制取的氢气和甲醇用来取代汽柴油,从而解决石油过度开采的危机和降低温室气体的排放,也也符合人类能源升级的历史潮流。

  第三、在美帝利用石油建立美元金融霸权的旧体制下,我国率先通过氢气和甲醇发动全球性的能源革命,有利于构建基于廉价可再生能源的新型世界秩序,也有利于我国确立在未来相当一段时间内的全球政治领导地位,更有利于世界运动高潮的再一次兴起。

  那么到底是氢气还是甲醇更适合新能源汽车的燃料呢?答案是明确的,鲜明的,清晰的,那就是甲醇而非氢气。

  首先氢气的储存和运输有着巨大的问题,氢气由于在常温常压下以气态的形式存在,氢气必须采用液压氢罐的方式进行储存,而运输的化通过高压管道或者液压碳钎维罐的成本都非常高,而另外一种方式则是化学氢运输和储存,其实就是合成甲醇。那么甲醇怎么运输和存储呢,很简单,对传统汽柴油的运输和储存管道进行适当防腐蚀改造,即可进行利用。

  第二氢气泄露后果及其严重,想象在地下室或者密闭空间,氢气一旦泄露就会变成“氢弹”,快速充满整个密闭空间,一旦明火遇到就会爆炸,后果不敢想象。但是对于甲醇,我们一方面可以利用高压油箱增加内部压力,从而使得甲醇气体达到饱和蒸汽压不会再进行蒸发,此外还可以在油箱后端安装碳罐,对蒸发的甲醇进行吸收,因此是非常安全的。

  第三氢罐会大幅度增加小汽车的重量,这对要求灵敏响应加速超车、减速刹车的小轿车是非常不利的。一个大的碳钎维罐子,比起一个简单的铁皮油箱,成本又高、又重,到市场上又什么竞争力呢?

  第四在汽车加氢的装置,需要做成超高压系统,你插氢枪到你的氢罐里加氢,要求及其严格,必然会增加高压构件,这对加油站来说都是钱啊。那么如果用甲醇呢,借用原来汽柴油加油站的低压泵就好了。

  我们的社会和地球已经不堪重负了,每个公司、个人的压力都很大,氢罐搞那么大压力真的很难受,还要把气态氢压成液态,真的非常累、非常贵!而且现有的运输管路、加油设备都要改造,这要花费太多资金、人力物力,如果选用甲醇,那么压力都会小很多,这样我们可以多快好省地建设社会主义。

  既然我们已经明确了使用甲醇作为新能源汽车的燃料,那么我们这里引申一下,能源转换装置用什么呢?答案是明确的,就是改造发动机作增程器来提取能量。

  燃料电池的话太贵,里面有质子交换膜、而且燃料电池也太娇贵,对燃料的纯度要求非常高。如果用发动机改制增程器呢,那么成本和难度都会降低很多,最关键是我国发动机发展一百多年的产业体系、人才红利都可以继续使用,何乐而不为呢?如果燃料电池的各位同行真的不信,那么我们可以在市场上进行一场公平的对决,看看到底是发动机做增程器便宜可靠,还是燃料电池作增程器便宜可靠。

  当然我们这里必须要承认当前发动机的热效率并没有燃料电池的能源转换效率高。但是发动机进行增程化以后,其工况极大地缩小,并且会获得电动化加成,可以更新电涡轮、更新高能点火、更新超高压喷射系统,我们利用缸内闭环技术和稀薄燃烧技术可以进一步提升其压缩比,从而不断可以优化其热效率,甚至达到均值压燃的状态,这不但有利于市场经济,更有利于我们利用精确地燃烧控制,掌握先进的化学反应动力学控制技术。从而推广至其他行业,比如燃气轮机、发电机组、涡扇发动机等一切需要进行化学反应装置的地方上去。

  甲醇跟现在加油站基本上没啥区别,加就是了,氢不管是车上的储气罐,还是加氢站,还是运输,都需要格外小心,不管是氢脆,还是那大的离谱的爆炸极限,都让安全方面需要付出极高的成本,相比于甲醇这种发动机改改油路改改直接油车再就业的路线,氢的成本简直高的不能再高了

  不管哪一种作为新能源的燃料,最后都是优胜劣汰,最后脱颖而出的就是成功者!

  作为新能源汽车,甲醇汽油可以通过绿氢制得!光伏发电电解海水制氢,再合成绿甲醇!!!

  2.燃料电池的转化率40%—60%,甲醇增程发电综合转化率估计35—40%,但是燃料电池需要贵金属箔金作为催化剂,成本下不来。现在吉利等厂商在研究氢燃料发动机,热效率可达40%+。

  3.现在氢/甲醇主要是化石燃料尾气制取,实际上环保性和供应量是有限的。未来,肯定是使用风光发电的富余能量用来制取绿氢,再通过大气捕捉二氧化碳实现制造绿色甲醇,经济性比现有架构高40%左右。绿氢是第一道产品,性价比比绿醇高;绿醇现在比市场价格高约40%,大规模产业化后预计很快可降低至现价之下。

  综上,因为1/2项>3项,未来绿醇会是主流,主要应用于船舶、工程机械、卡类和乘用车增程上。

  甲醇的制氢需要用到氢气,并且燃烧也会释放碳,效率低下,目前全国各国都没有把甲醇汽车列入重点规划2023年上半年,全球氢能产业持续发展,中国氢能市场实现多方面进展。

  根据中汽协发布的数据,2023年上半年新能源汽车累计产销分别完成378.8万辆和374.7万辆,同比分别增长42.4%和44.1%。

  其中,2023年上半年,中国燃料电池汽车销量达到2410辆,同比增长73.5%,增长速度在全球主要氢车市场居首位,销量规模全球第二。

  与全球销量第一的韩国市场规模的差距缩小到800辆以内,中国也成为氢能市场的“领军人物”。

  我国氢能汽车6月份产销分别完成670辆和955辆,同比分别增长27.1%和109.9%;环比分别增长-9.9%和125.8%。

  由于2022年同期受疫情影响,产量少,销量低,今年6月份产量同比增长27.1%;销量同比大涨109.9%。今年5月部分氢燃料电池汽车车企排产计划提前完成,库存氢燃料电池汽车以应对即将到来的市场需求高峰,导致6月份产量环比下降9.9%。今年6月份随着各地氢能产业政策进一步落地,各燃料电池汽车示范及非示范区域的推广应用力度加大,导致燃料电池销量环比大涨。

  2023年6月氢燃料电池汽车的产销同比分别增长27.1%和109.9%,产量增速相比系能源汽车大盘增速稍显逊色,销量同比增速跑赢新能源汽车大盘增速,在6月份地方氢能政策加持下,氢燃料电池汽车市场销售虽占比低但增速快。

  2023年上半年各月数据来看,6月份氢燃料电池汽车销量达955辆,创本年度新高。随着各地氢能产业政策落地,对氢燃料电池汽车的宣传力度较大,加上整车企业在6月份对终端客户的燃料电池车辆实际交付数量是今年上半年中最多的月份,所以氢燃料电池汽车市场向好发展趋势明显。

  2023年上半年我国氢燃料电池汽车累计产销分别完成2386辆和2362辆,受2022年疫情影响,2022年上半年累计产销量基数低,2023年上半年累计产销量同比增长率高,分别增长38.4%和73.5%。

  尽管2023年上半年氢燃料电池汽车的市场规模依旧小,但随着各地氢能政策的发布与落地,促进氢能行业整体趋势向好。

  讲真,如果不能解决氢气的存放问题,或者说常温常压制氢不能推广,氢能源车就是一个大炸弹

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