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燃料電池產業發展研究報告

2013-08-27 08:13 性質:轉載 作者:中國網 來源:中國網
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2013年6月末,聯合國工作組會議上,來自日本、美國和歐盟等33個國家和地區的業界代表正式達成協議,制定出燃料電池車安全標準最終統一...
  2013年6月末,聯合國工作組會議上,來自日本美國和歐盟等33個國家和地區的業界代表正式達成協議,制定出燃料電池車安全標準最終統一方案。按照該標準,車內用于燃料電池排水的排水管內氫氣濃度不得超過4%。同時必須配備安全裝置,以在管內氫氣濃度達到4%后,阻止氫注入,防止爆炸。此外,在耐久性方面,要求容器在承受2萬2千次提高或降低內部壓力后也不發生變形。這樣將能夠保證即使在糟糕的情況下,氫燃料電池車也不會像人們所擔心的那樣容易發生爆炸。
  2013年7月初,美國威斯康辛大學的研究人員制造出一種新的二硫化鉬結構,其可以顯著為水制氫反應提速,有望替代燃料電池車昂貴的鉑,大幅降低成本。一直以來,水制氫反應中的常用催化劑為罕見且昂貴的鉑。兩則新聞并不起眼,但因為有關氫燃料的商業化使用而逐漸成為業內焦點。在混合動力還未大行其道、電動車仍在尋求突破的階段,以氫氣為代表的燃料電池車再次走入業界視線,受到來自市場越來越多的目光聚焦。
  什么是燃料電池
  氫燃料電池汽車和普通電動汽車有基本一致的電力驅動構造;它們之間的主要區別在于,前者的電池是一個小型發電設備--依靠氫和某種氧化物的化學反應產生驅動電能,而無需從電網充電。相較于傳統電動車,燃料電池車可以改善傳統電池過重、電能容量不足及長時間充電的缺點,行駛里程更長,燃料電池的發電過程可視為水電解的逆反應,發電過程中只有水份的排放,因而是清潔的動力能源。
  氫燃料汽車有更長的歷史。早在19世紀初,就已經出現了利用汽油內燃機工作原理試制的氫內燃機,因為兩者工作原理基本相同。寶馬和馬自達公司都開發過多款氫內燃機汽車。其中, 寶馬在2007年推出的BMW H2R被視為經典氫能賽車。而當前的氫燃料電池汽車則是起源于上世紀六十年代,被認為更具技術和市場優勢。一度被業界寄予厚望。
  近幾年隨著電動車的興起,加上氫燃料電池車在開發上遇到成產成本高、燃料儲存難、標準不統一等困難,燃料電池車逐漸受到冷遇,各汽車廠商紛紛轉而押寶電動EV。寶馬公司氫動力7系早前已經上市,但在09年,寶馬當時的研發總監KlausDraeger表示將放棄在氫能源驅動汽車的研發,將重心轉移到純電動車上;而在2011年美國奧巴馬政府宣布將停撥氫燃料電池汽車的研發經費。
  如今,情況有了變化。隨著氫氣提取、儲存技術的不斷提高和燃料電池安全標準的統一,再加上EV電動車市場銷售受挫以及相關技術瓶頸有待突破,以氫氣為代表的燃料電池汽車是否能再度發力,迎來發展春天?
  現代不落后
  2013年3月7日,韓國蔚山港,現代汽車將17輛途勝ix氫燃料電池車裝載到了貨輪上。其中15輛運往丹麥,2輛運往瑞典。據現代汽車介紹,這些車已于今年4月正式在歐洲政府及公共機關交付使用。而在此之前的2013年2月26日,隨著現代汽車ix35燃料電池車批產型號在韓國蔚山工廠下線,現代成為全球首個批量生產氫燃料電池車的車企。
  現代公司介紹,途勝ix氫燃料電池車搭載現代汽車單獨開發的燃料電池系統和儲氫系統。氫燃料罐的填充壓力高達70MPa,兩個氫燃料罐分開設置于車輛后方,重量為5.6kg,填充一次的續航距離為594公里,行駛里程是純電動車的近4倍。現代汽車從1998年開始著手研發氫燃料電池車,2000年11月發布以勝達為型號的氫燃料電池車,2006年開發成功途勝氫燃料電池車。現代汽車計劃到2015年共生產1000臺ix35燃料電池車。
  強大的豐田
  而作為新能源汽車市場佼佼者,在純電動以及混合動力領域占有優勢的日系廠商同樣保持著對氫燃料電池車的積極研發和優勢話語權。在今年3月初的第九屆東京國際氫燃料電池展上,以豐田、本田、日產等為代表的汽車廠商展示了豐田FCHV-adv、日產X-TRAIL FCV、本田FCX Clarity等日系FCV(燃料電池汽車)的研發成果。FCV取代EV(電動車)成為本屆新能源汽車展的新亮點,有分析人士則認為,這表明接下來燃料電池技術將成為新能源汽車的又一發展方向。
  早在兩年前的2011日本東京車展上,豐田在全球首次公開了轎車款燃料電池車(FCV)"FCV-R"。FCV-R配備70MPa的高壓氫燃料罐。兩個形狀各異的燃料罐分別配備在后座下方和后座背面下方。氫氣填充量約為5kg,在JC08模式下可以實現700km以上的行駛距離。雖然還是概念車,不過當時的豐田代表董事副社長內山田竹志介紹說"這是我們基本會按照這一概念開發的車輛,我們將于2015年前后上市轎車款FCV"。
  豐田當時并沒有公布燃料電池組的輸出功率。關于將減速能量再生充電的充電電池,該公司表示"還在探討是采用鋰離子充電電池還是采用Ni-MH充電電池。電池容量原則上與混合動力車(HEV)同等級別"。而去年9月24日的技術說明會上,豐田則公開了為預定2015年上市的燃料電池車(轎車款)正在開發的燃料電池組。
  豐田技術人員在場介紹稱"輸出功率密度達到了3kW/L,目前為全球最高"。與豐田的現有燃料電池組"FCHV-adv"相比,該產品的輸出功率密度提高到了兩倍以上,容積縮小到了約一半左右,去掉了燃料電池組曾經必不可少的加濕模塊,還實現了氫燃料罐的自產。
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