简介
氢燃料汽车近年来,国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取得重大突破,而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。用氢气作燃料有许多优点,首先是干净卫生,氢气燃烧后的产物是水,不会污染环境,其次是氢气在燃烧时比汽油的发热量高。在1965年,外国的科学家们就已设计出了能在马路上行驶的氢能汽车。中国也在1980年成功地造出了第一辆氢能汽车,可乘坐12人,贮存氢材料90公斤。氢能汽车行车路远,使用的寿命长,最大的优点是不污染环境。 氢是可以取代石油的燃料,其燃烧产物是水和少量氮氧化合物,对空气污染很少。氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取,而且不需要对汽车发动机进行大的改装,因此氢能汽车具有广阔的应用前景。推广氢能汽车需要解决三个技术问题:大量制取廉价氢气的方法,传统的电解方法价格昂贵,且耗费其他资源,无法推广;解决氢气的安全储运问题;解决汽车所需的高性能、廉价的氢供给系统。目前常见的供给系统有三种,气管定时喷射式、低压缸内喷射式和高压缸内喷射式。随着储氢材料的研究进展,可以为氢能汽车开辟全新的途径。而最近,科学家们研制的高效率氢燃料电池,更减小了氢气损失和热量散失。
原理
众所周知,氢分子通过燃烧与氧分子结合产生热能和水。氢燃料电池通过液态氢与空气中的氧结合而发电,根据此原理而制成的氢燃料电池可以发电用来推动汽车,提供家庭或工业用电或作为手机电池。一原理说起来很简单,但具体分析的话就会发现,其实提炼氢燃料的过程非常复杂,而且能耗也非常高。
氢内燃
氢内燃车和氢燃料电池车不同。氢内燃车是传统汽油内燃机车的带小量改动的版本。氢内燃直接燃烧氢,不使用其他燃料或产生水蒸气排出。这些车的问题是氢燃料很快耗尽。载满氢气的油缸只能行驶数英里,很快便没能量。另一方面,各色各样的方法正在研究以减少耗用的空间,例如用液态氢或氢化物。1807年IsaacdeRivas制造了首辆氢内燃车。可惜该设计甚不成功。宝马的氢内燃车有更多的力量,比氢燃料电池车更快。宝马的氢汽车以三百公里每小时创下了氢汽车的最高速记录。万事达已在开发烧氢的转子引擎。该转子引擎反覆转动,故氢从开口在引擎内的不同部分燃烧,减少突然爆炸这个氢燃料活塞引擎的问题。日本武藏工业大学1990年在第八届世界氢能会议上展出了一部使用液氢储罐的燃氢轿车。它由NISSAN车改装,使用一个容积100L,总重60kg的液氢罐,可以100km/h行驶,排放废气中无CO2。中国研制的燃用氢、汽油混合燃料的城市节能公共汽车进行试验。其他重要汽车生产商如通用汽车和DaimlerChrysler公司,投资在较慢较弱但较有效的氢燃料电池。
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