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:世界首列氫燃料電池有軌電車在中國河北投入使用
日前,世界首列氫燃料電池有軌電車在河北唐山唐胥鐵路首次投入商業運營。該列電車的運營全程為13.84公里,線路起始站為2016世園會站,途經唐山南站、1878開灤站、1889啟新站,最終返回2016世園會站。這輛有軌電車最大的特點是使用了氫燃料電池,有賴于氫氣燃料電池技術,電車取消了傳統有軌電池的受電弓和接觸網,不僅填補了世界該領域空白,還實現污染物“零排放”和全程“無網”運行。
氫燃料電池的優點
燃料電池之所以被很多人看好,就在于這種電池相對于現在的鋰離子電池而言有不少優勢,特別是面對油價上漲和能源危機,以及日益惡劣的大氣環境等問題之時,氫燃料電池的優勢就格外引人關注。
一是氫燃料電池綠色環保。
由于氫氣和氧氣發生化學反應之后,得到的產物是水,而傳統汽車用的汽油燃燒后會釋放氮化物、硫化物,污染空氣質量,是造成城市霧霾的重要原因之一。相比之下,用氫燃料電池的汽車要環保的多。
二是制取氫氣的原材料非常豐富。
由于氫氣可以由電解水來獲取,而地球上有非常豐富的水資源,制取氫氣的原材料可以說是取之不盡用之不竭。
三是氫燃料電池可以和新能源形成互補。
由于光伏發電、風力發電等新能源發電時間和發電功率不像火電和核電那樣恒定,電能的質量相對遜色一些。因此,電網往往會限制風電廠和光伏電站的發電量。如果將光伏發電和風力發電產生的電能用于氫氣制取,那么既可以解決消化光伏發電和風力發電產生的“多余”電能,又可以實現氫氣制取的綠色環保,為氫燃料電池提供充足的原料。
四是能量轉換效率高。
由于氫燃料電池在使用中是直接將化學能轉換為電能,不像一些設備要經過化學能——熱能——電能的轉換,因而不受卡諾循環限制。擁有更高的能量轉化效率,根據測試,氫燃料電池的能量轉換效率可以達到內燃機的2-3倍。
五是沒有像鋰離子電池那種相對漫長的充電過程。
氫燃料電池本質上是一個以氫氣和氧氣為原料的發電裝置,因而不像鋰離子電池那樣有相對漫長的充電過程。舉例來說,河北唐山唐胥鐵路使用的有軌電車一次快速加氫只需15分鐘。
六是氫燃料電池噪聲低。
由于氫燃料電池沒有往復及回轉運動的機械部件,因此燃料電池運行時非常安靜,噪聲大約只有 55分貝,相當于人們正常交談的水平。
七是能量密度高。
目前,鋰離子電池技術已經撞上了天花板,電池企業已經很難再提升鋰離子電池的能量密度。即便以劍走偏鋒的方式強行提高鋰離子電池的能量密度,那也是以犧牲安全性、壽命的指標為代價的,最好的例子就是去年三星Note7手機因電池原因接連自燃和爆炸。
因此,現在一般的電動汽車的航程大約在300-400公里左右,像特斯拉的航程能夠達到450公里,但這是以安全性為代價的。這也是特斯拉電動車接連燒車的原因之一。而如果采用氫燃料電池,電動車的續航能力可以大幅提升,一些實驗車型的航程已經達到了700—800公里,而且隨著技術的進步,電動車的航程還有提升潛力。
氫燃料電池的優點
燃料電池之所以被很多人看好,就在于這種電池相對于現在的鋰離子電池而言有不少優勢,特別是面對油價上漲和能源危機,以及日益惡劣的大氣環境等問題之時,氫燃料電池的優勢就格外引人關注。
一是氫燃料電池綠色環保。
由于氫氣和氧氣發生化學反應之后,得到的產物是水,而傳統汽車用的汽油燃燒后會釋放氮化物、硫化物,污染空氣質量,是造成城市霧霾的重要原因之一。相比之下,用氫燃料電池的汽車要環保的多。
二是制取氫氣的原材料非常豐富。
由于氫氣可以由電解水來獲取,而地球上有非常豐富的水資源,制取氫氣的原材料可以說是取之不盡用之不竭。
三是氫燃料電池可以和新能源形成互補。
由于光伏發電、風力發電等新能源發電時間和發電功率不像火電和核電那樣恒定,電能的質量相對遜色一些。因此,電網往往會限制風電廠和光伏電站的發電量。如果將光伏發電和風力發電產生的電能用于氫氣制取,那么既可以解決消化光伏發電和風力發電產生的“多余”電能,又可以實現氫氣制取的綠色環保,為氫燃料電池提供充足的原料。
四是能量轉換效率高。
由于氫燃料電池在使用中是直接將化學能轉換為電能,不像一些設備要經過化學能——熱能——電能的轉換,因而不受卡諾循環限制。擁有更高的能量轉化效率,根據測試,氫燃料電池的能量轉換效率可以達到內燃機的2-3倍。
五是沒有像鋰離子電池那種相對漫長的充電過程。
氫燃料電池本質上是一個以氫氣和氧氣為原料的發電裝置,因而不像鋰離子電池那樣有相對漫長的充電過程。舉例來說,河北唐山唐胥鐵路使用的有軌電車一次快速加氫只需15分鐘。
六是氫燃料電池噪聲低。
由于氫燃料電池沒有往復及回轉運動的機械部件,因此燃料電池運行時非常安靜,噪聲大約只有 55分貝,相當于人們正常交談的水平。
七是能量密度高。
目前,鋰離子電池技術已經撞上了天花板,電池企業已經很難再提升鋰離子電池的能量密度。即便以劍走偏鋒的方式強行提高鋰離子電池的能量密度,那也是以犧牲安全性、壽命的指標為代價的,最好的例子就是去年三星Note7手機因電池原因接連自燃和爆炸。
因此,現在一般的電動汽車的航程大約在300-400公里左右,像特斯拉的航程能夠達到450公里,但這是以安全性為代價的。這也是特斯拉電動車接連燒車的原因之一。而如果采用氫燃料電池,電動車的續航能力可以大幅提升,一些實驗車型的航程已經達到了700—800公里,而且隨著技術的進步,電動車的航程還有提升潛力。
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