1700050642
1700050643
电动汽车(EV)是从外部给搭载在汽车上的蓄电池充电,利用储存在蓄电池中的电启动电动机,驱动汽车。而燃料电池汽车(FCV)是将作为燃料的氢储藏在燃料箱中,使燃料电池利用氢发电,依靠其放出的电启动电动机,驱动汽车。燃料电池汽车给燃料箱补充氢就相当于电动汽车给蓄电池充电。
1700050644
1700050645
即便如此,燃料电池的意思或许还是很难理解。一说起汽车的燃料,我们通常会想起汽油和轻油。而一说起电池,我们一般会想到干电池和汽车的蓄电池。所以您或许很纳闷,燃料和电池究竟是如何结合起来的呢?
1700050646
1700050647
我们把用氢作为燃料进行化学反应从而发电的装置称为燃料电池。燃料电池汽车并没有大量搭载蓄电池,而是利用燃料电池发出的电启动电动机,驱动汽车。
1700050648
1700050649
英语中把燃料电池称为Fuel Cell。Fuel是指燃料,在燃料电池汽车中是用氢作为燃料的,而Cell有电池的意思,因此Fuel Cell直译过来就是燃料电池。但我还要再强调一遍的是,燃料电池虽然叫做电池,但归根结底都是以氢为燃料进行发电的装置。
1700050650
1700050651
Cell(电池)的原义是小屋,我们把由一组正极(+)、负极(-)以及电解质组成的发电装置的最小单位称为单体电池。就像在第2章中讲到的那样,用于启动发动机的铅酸蓄电池也是由单体电池组成的。1组单体电池能够产生2伏特的电,6组单体电池就能产生12伏特的电。因此,汽车中的音响等电器都是由12伏特的电启动的。日本的家电产品通常是由100伏特的电启动的,与此相比,启动汽车中的机器所用的电压就很小了。
1700050652
1700050653
同样,燃料电池的最小单位也是单体。在一组正极(+)和负极(-)中,正极装入氧,负极装入氢。利用涂在电极表面的白金催化剂,氢分解为电子(-)和氢离子(带+电的氢原子)。随后,氢离子移动到正极与氧结合,变成水时电子会通过线路流至正极,从而产生电(图9.1)。
1700050654
1700050655
1700050656
1700050657
1700050658
图9.1 燃料电池的结构※展示了单体电池的内部结构。正极中装入氧,负极中装入氢,利用白金催化剂将氢分解为电子和离子。当离子移动到正极生成水时,电子就流经线路形成电。
1700050659
1700050660
每个单体燃料电池大约能产生1伏电,几百个单体聚集起来就能产生几百伏电,从而驱动燃料电池汽车。几百组单体燃料电池堆积起来就形成了燃料电池堆。
1700050661
1700050662
持续地向燃料电池中输送作为燃料的氢,电池就能持续发电。由于空气中没有氢,因此需要将其储存在车载燃料箱里运送。而送入正极的氧就存在于空气中,因此可以直接利用,而无需特意将其作为燃料储存在燃料箱中运送。
1700050663
1700050665
9.1.3 仅残留水的燃料电池汽车是终极环保车
1700050666
1700050667
燃料电池汽车是依靠燃料电池产生的电而行驶的电动汽车,因此其正式名称为燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle),也就是说FCEV才是正确的叫法。但由于这个名字太长,所以我们一般称之为燃料电池汽车或者FCV。
1700050668
1700050669
当驾驶员踩下加速踏板时,氢就会从氢储存箱中流入燃料电池。在汽油动力车中,踩下加速踏板的程度能够调整流入发动机的空气量。同样,在燃料电池汽车中,也能调整氢流入燃料电池这一发电装置中的量。燃料电池根据氢的量产生电,将电流通入电动机,从而带动电动机转动。燃料电池汽车正是依靠电动机转动产生的力前进和加速的。
1700050670
1700050671
燃料电池汽车之所以被称为“终极环保车”,就是因为它是利用氢和氧来发电的。氢和氧发生化学反应产生电之后,氢和水的结合生成的是水,而不会像发动机燃烧汽油和轻油之后会排出有害物质,非常利于保护环境。
1700050672
1700050673
并且,除了水之外,氢还存在于石油(包括汽油、煤油、丙烷气等)、天然气以及乙醇类(被称为生物燃料的物质等)物质中。因此,氢可以从各种原料中获得,可谓“取之不尽”。
1700050674
1700050675
而作为地下资源的石油和天然气是有限的。根据其蕴藏量进行推算,有预测称还可开采40~60年,因此节能迫在眉睫。并且这些燃料燃烧时还会产生二氧化碳(CO2),加剧全球变暖的趋势。
1700050676
1700050677
使用氢的燃料电池在发电后只排出水,因此给环境造成的负担是非常小的。这样看来,在今后的50~100年内,无论是在不使用地下资源方面,还是在改善地球环境方面,燃料电池汽车都可以成为终极环保车。
1700050678
1700050679
1700050680
1700050681
1700050683
汽车是怎样跑起来的 9.2 混合动力汽车有很多种
1700050684
1700050686
9.2.1 同时使用发动机和电动机
1700050687
1700050688
电动汽车(EV)和燃料动力汽车(FCV)的未来很光明,但目前仍未广泛普及到取代汽油动力车的程度。
1700050689
1700050690
电动汽车(EV)有一个亟待解决的问题,即充一次电无法行驶过长的距离。而燃料动力汽车(FCV)的难点在于,价格高,但能够供给作为燃料的氢的加氢站还不够完备。
1700050691
[
上一页 ]
[ :1.700050642e+09 ]
[
下一页 ]