Diskussion über die Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen

Wenn es um Fahrzeuge mit Wasserstoffbrennstoffzellen geht, ist dies zweifellos ein Wort mit einer hohen Erwähnungsrate. Seine Entstehung entspricht nicht nur dem sozialen Konzept der Energieeinsparung und des geringen CO2-Ausstoßes in der heutigen Gesellschaft, sondern integriert auch den "ultimativen Umweltschutz" in eine Reihe schwarzer Technologien. Aber es ist keine neue Sache. Welche Art von Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen und die Zukunft der Förderung und Popularisierung welcher Hindernisse?

Was ist ein Wasserstoff-Brennstoffzellenauto?

Brennstoffzellenautos sind Autos, die Wasserstoff und andere Brennstoffe verwenden, um durch chemische Reaktionen Strom zu erzeugen, und auf Motoren angewiesen sind, um Autos anzutreiben. Durch die Rückreaktion von elektrolysierendem Wasser wird Wasserstoff mit Luftsauerstoff kombiniert, um die elektrische Energie zu erzeugen, die zum Fahren des Autos benötigt wird. Der chemische Reaktionsprozess von Brennstoffzellen erzeugt keine schädlichen Produkte, sondern gibt nur Wasser ab. Daher können Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge als eine sehr ideale Stufe für die Fahrzeugentwicklung im Hinblick auf Umweltschutz und Energieeinsparung bezeichnet werden.

Brennstoffzellenfahrzeuge bieten gegenüber Elektrofahrzeugen die Vorteile von geringem Gewicht, langer Lebensdauer, kurzer Ladezeit und langer akkulaufzeit. In Bezug auf das Gewicht sind Wasserstoffbrennstoffzellen mit der gleichen Leistung nur normal im Vergleich zum hohen Batteriegewicht von Elektrofahrzeugen, was die Fahrzeuglast erheblich reduzieren kann. In Bezug auf Ausdauer und Aufladung, am Beispiel des vorhandenen Mirai, dauert die Hydrierung jeweils nur 3 Minuten, eine Reichweite von 650 km und eine Batterielebensdauer von mehr als 20 Jahren, wodurch Elektrofahrzeuge nicht mehr zu erreichen sind.

Neben dem Vergleich der enormen Vorteile von Elektrofahrzeugen gilt dies auch für Kraftstofffahrzeuge (einschließlich Mischen). Das erste ist der Umweltschutz. Die Emissionen von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen sind nur Wasser, und der Vorteil der Abgasverschmutzung von Brennstofffahrzeugen liegt auf der Hand.; Zweitens ist seine Struktur einfacher, leichter zu warten und zu warten, und die Ausfallrate ist ebenfalls niedriger.

Es ist also ein offensichtlicher Vorteil von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen. Warum ist es nicht so gut, dass das ideale Natriumsalz schnell gefördert und entwickelt wurde? Der Grund dafür ist, dass viele der damit verbundenen Probleme es immer noch schwierig machen, sie bekannt zu machen.

Technische Barrieren

Die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie hat eine hohe Schwelle und erfordert enorme Investitionen. Derzeit sind die meisten Automobilunternehmen in dieser Hinsicht schwach. Es gibt keine relevante F & E- und industrielle Vorbereitung für Wasserstoffbrennstoffzellen. Dazu gehören Schlüsselmaterialien wie bipolare Katalysatorplatten sowie Hochspannungs-Wasserstoffspeichertanks, Wasserstoffumwälzpumpen usw., die keine Kapazität für die Massenproduktion haben. Es wird einige Zeit dauern, bis sich die gesamte Industriekette gebildet hat.

Kostenkontrolle

Das größte Problem bei Brennstoffzellen besteht darin, dass sie nicht in großem Maßstab eingesetzt werden können. Nach den neuesten Daten des US-Regierungsministeriums betragen die Kosten für das Brennstoffzellensystem im Jahr 2017 für jeweils 1.000 Sätze Brennstoffzellen mit 80 kW Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellensystem 179 USD / kW (einschließlich Hochdruck-Wasserstoffspeicher) Tanks, Batteriereaktoren, Leistungssteuergeräte usw.). Die Kosten für die Herstellung von 10.000 Brennstoffzellensystemen betragen 79 USD pro kW, wovon die Kosten für Leistungsreaktoren 39 USD pro kW betragen.

Am Beispiel von Mirai ist die Produktion des Fahrzeugs im Jahr 2016 auf 2.000 gestiegen, und im Jahr 2020 werden es 30 Millionen sein. Mit diesen Daten benötigen die Kosten für ein einzelnes Batteriesystem im Vergleich zu lithiumbatterien immer noch mehr als 10.000 US-Dollar. Die Kosten sind immer noch hoch.

Das größte Problem bei der Begrenzung von Brennstoffzellenanwendungen sind Katalysatoren. Pt-Katalysatoren sind teuer und leicht toxisch, aber andere Katalysatoren weisen im Vergleich zu anderen eine schlechte Leistung auf. Die übliche Methode hierfür besteht darin, das Katalysatormaterial zu nanoskaligen Partikeln zu machen und den geringsten Katalysator zu verwenden, um die maximale Wirkung zu erzielen. Natürlich ist es der neuen Generation von Miriam gelungen, die Nachfrage nach etwa 90% Platin zu senken, was ebenfalls ein großer Durchbruch ist.

Energieumwandlungseffizienz von Brennstoffzellen

Wir wissen, dass keine Energie in eine andere umgewandelt werden kann, der Wirkungsgrad nicht 100% betragen kann und das Elektrofahrzeug direkt Strom verbraucht und der relative Wirkungsgrad relativ hoch ist. Im Gegensatz dazu wandelt die Brennstoffzelle zuerst elektrische Energie in chemische Energie um und kann dann umgewandelt werden. Der Energieverlust in der Mitte ist viel größer.

Sicherheitsrisiken bei der Wasserstoffproduktion und beim Transport

Wasserstoff ist eine Art hochgefährliches Gas. Es hat nicht nur eine starke Entflammbarkeit, sondern auch einen gewissen Erstickungsgrad. Daher wird das Problem des Wasserstofftransports schwere Unfälle verursachen. Das relevante Personal muss nicht nur beim Transport vorsichtig sein, sondern auch mit einem professionellen Wasserstoffdetektor ausgestattet sein, um festzustellen, ob Wasserstofflecks auftreten.

Die Wasserstoffproduktion ist nicht am selben Ort wie die Wasserstoffproduktion. Die Speicherung und der Transport von Wasserstoff, der durch Elektrolyse von Wasser und anderen Methoden hergestellt wird, zu Hydrierungsstationen ist eine wichtige Verbindung bei der groß angelegten Förderung und Anwendung von Brennstoffzellenfahrzeugen. Derzeit ist die Wasserstoffspeicher- und -transporttechnologie in China immer noch unzureichend, und nur wenige Unternehmen können die Speicherung und den Transport abschließen. Das Gesamtniveau der Wasserstoffaufbereitungs- und -betankungsunternehmen ist immer noch unzureichend.

Obwohl der Vorteil von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen darin besteht, dass die Hydrierungszeit kurz ist, dauert sie nur 3 Minuten. Die Fertigstellung der Befüllung in so kurzer Zeit stellt jedoch die Tragfähigkeit des gesamten Systems vor große Herausforderungen. Sobald die Wasserstoffkonzentration dabei zu hoch ist, besteht Explosionsgefahr.

Abhängigkeit von Infrastrukturen wie Wasserstofftankstellen

Die Entwicklung von Fahrzeugen mit Wasserstoffbrennstoffzellen ist untrennbar mit dem Bau von Infrastrukturen wie Wasserstoffspeicherstationen verbunden. Wenn Brennstoffzellenfahrzeuge nicht gut verkauft werden, sind die relevanten Unternehmen nicht bereit, übermäßige Hydrierungsgeräte auszulegen. Wenn Wasserstoffspeicherstationen nicht populär gemacht werden können, wird dies unweigerlich die groß angelegte Förderung von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen beeinträchtigen. Die Einsätze sind selbstverständlich.

Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge haben zweifellos eine glänzende Zukunft und breite Marktaussichten, aber die Probleme, mit denen sie in ihrer Entwicklung konfrontiert sind, können nicht ignoriert werden. Die gesamte Industriekette, von der Wasserstoffproduktion bis zur Lagerung und zum Transport, hat noch keine Form angenommen. Nur wenn die Probleme und verborgenen Gefahren, die bei diesen Entwicklungsprozessen auftreten, richtig gehandhabt und gelöst werden, kann ihre Massenproduktion und Popularisierung Realität werden. Da die Zukunft von Fahrzeugen mit Wasserstoffbrennstoffzellen gegen den Trend steigen kann, werden wir weiterhin darauf achten.

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