環(huán)保能源與燃料電池的關(guān)系,環(huán)保能源與燃料電池的關(guān)系是什么
大家好,今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話題,就是關(guān)于環(huán)保能源與燃料電池的關(guān)系的問題,于是小編就整理了3個(gè)相關(guān)介紹環(huán)保能源與燃料電池的關(guān)系的解答,讓我們一起看看吧。
燃料電池與電催化的區(qū)別?
燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置,又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。由于燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)能中的吉布斯自由能部分轉(zhuǎn)換成電能,不受卡諾循環(huán)效應(yīng)的限制,因此效率高; 另外,燃料電池用燃料和氧氣作為原料,同時(shí)沒有機(jī)械傳動(dòng)部件,故排放出的有害氣體極少,使用壽命長(zhǎng)。由此可見,從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來看,燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)
電催化是使電極、電解質(zhì)界面上的電荷轉(zhuǎn)移加速反應(yīng)的一種催化作用。電極催化劑的范圍僅限于金屬和半導(dǎo)體等的電性材料。電催化研究較多的有骨架鎳、硼化鎳、碳化鎢、鈉鎢青銅、尖晶石型與鎢態(tài)礦型的半導(dǎo)體氧化物,以及各種金屬化物及酞菁一類的催化劑。主要應(yīng)用于有機(jī)污水的電催化處理;含鉻廢水的電催化降解;煙道氣及原料煤的電解脫硫;電催化同時(shí)脫除NOx和S02;二氧化碳和氮?dú)獾碾娊膺€原。
氫氣可不可以代替天然氣,直接在汽車上使用?只有燃料電池一個(gè)方案嗎?
路過順手答。暫時(shí)來說,氫燃料電池是將氫氣用作汽車能源的最好方案。
氫燃料電池效率40%~60%,比熱機(jī)高一個(gè)等級(jí)。除非熱機(jī)規(guī)模大到一輛卡車?yán)粍?dòng)的程度,例如火電廠里的超超臨界機(jī)組。
熱機(jī)做功的過程可以用卡諾循環(huán)來描述,受熱力學(xué)定律限制。此處省略了一大堆理論,直接得出結(jié)論:效率就這么著了,愛用不用。
對(duì)于量產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)來說,凱美瑞的2.5L直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)最大熱效率41%,已經(jīng)是標(biāo)桿般的存在。
當(dāng)然,氫燃料電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車,電機(jī)輸出還有一層損耗。但與此同時(shí),電動(dòng)車相對(duì)簡(jiǎn)單的減速機(jī)構(gòu)效率又要比內(nèi)燃機(jī)的變速箱高。此消彼長(zhǎng),氫燃料電池+電機(jī)完勝氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
前面有朋友說氫氣直接燃燒溫度太高,現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)材料受不了,確實(shí)如此。不過如果讓空氣過量,以此降低燃?xì)鉁囟龋欠窨尚心兀?/p>
前面說汽車內(nèi)燃機(jī)效率也就那樣了,車企再研究十年能提升個(gè)1%就謝天謝地,除非發(fā)生材料革命,否則不能指望太多。
氫氣不能替代天然氣作為汽車燃料使用,目前的方案只有燃料電池一種,使用燃料電池的原因?yàn)椋簹淙剂想姵仄嚤举|(zhì)為電動(dòng)汽車。
氫作為汽車燃料使用理論上是非常理想的,曾經(jīng)也確實(shí)出現(xiàn)過一個(gè)品牌研發(fā)過使用氫直接作為能源的汽車,但最終也是不了了之。原因并不難理解,有兩點(diǎn)制約了氫燃料燃燒驅(qū)動(dòng)的可能性。
①·常溫常壓下氫氣的密度只是CNG的1/8,眾所周知一臺(tái)汽車的續(xù)航里程用CNG只是用汽油的一半多一點(diǎn),原因?yàn)殇撈康膬?chǔ)氣量過小限制了燃料的體積;而氫的常壓密度更小,需要讓汽車有一定的續(xù)航里程只能讓儲(chǔ)氣瓶變的更大,大瓶不僅減少了實(shí)用空間而且增加了整備質(zhì)量,重量的增加和推重比不斷抵消,結(jié)果則是續(xù)航提升需要的鋼瓶會(huì)大的比較夸張。
②·氫氧燃燒的火焰溫度非??鋸?,如果對(duì)氫焊有過概念的話會(huì)感受到那種能夠融化金屬的高溫,氫氧焰的理論火焰高溫可以達(dá)到2830攝氏度。汽油的理論火焰溫度是1200攝氏度,柴油火焰溫度為1800攝氏度,以目前的內(nèi)燃機(jī)材料還沒有哪一種能夠承受氫氧焰的超高溫度。
沒有特殊的材料制造內(nèi)燃機(jī),如果直接用汽柴油機(jī)換用氫燃料會(huì)被融化,而耐高溫的材料都是非常昂貴的;使用氫氣假設(shè)價(jià)格很低,但是制造一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的成本足夠普通內(nèi)燃機(jī)汽車多家N年汽油。
所以直接用氫從汽車本身而言并不現(xiàn)實(shí),其次對(duì)于用車成本而言也不實(shí)際。
CNG天然氣一般80升的鋼瓶才能行駛不足300公里,天然氣1m3按照3元計(jì)算,一公斤CNG只是僅為4元多一些,能夠行駛20公里左右;100公里按照5公斤CNG計(jì)算,成本僅為20元;而液態(tài)氫燃料一公斤的價(jià)格會(huì)超過60元,能驅(qū)動(dòng)車輛行駛多少公里?所以使用氫燃料作為汽車能源使用是非常不合理的。
即使作為燃料電池汽車使用也很不理想,一公斤的氫在燃料電池堆中反應(yīng)釋放出的電還不足以驅(qū)動(dòng)車輛行駛100公里,而制造氫即使用棄電電解水也需要消耗4倍以上發(fā)出的電量;很多人認(rèn)為用棄電是節(jié)能環(huán)保制氫,但是棄電的比例在動(dòng)力電池梯次利用的過程中已經(jīng)逐漸縮減至不足5%,最終是不會(huì)有棄電用以制氫的。
而除電解水以外只有石油天然氣以及煤炭才能制氫,這些常規(guī)能源直接當(dāng)做燃料會(huì)有污染,難道制氫就沒有排放了嗎?
所以氫燃料電池增程式電動(dòng)汽車并沒有推廣的價(jià)值,或者直接用氫做燃料也是沒有的;退一步講即使氫個(gè)成本非常低,但是燃料電池堆的制造需要用鉑或者石墨烯,一個(gè)電池堆成本動(dòng)輒3~4萬,一臺(tái)汽車用幾個(gè)堆后再加上電動(dòng)汽車的動(dòng)力蓄電池,電機(jī)、電控以及材料成本,一臺(tái)毫無性能的代步氫燃料汽車也會(huì)在30萬以上,而同樣的性能和品質(zhì)的燃料車十萬都不值,消費(fèi)者有理由選擇嗎?難道就因?yàn)槭褂玫娜剂喜煌?/p>
所以以氫為概念的汽車雖然名頭很大但保有量極其低,即使在熱衷氫能的日本,推廣數(shù)年后也只是幾千臺(tái)而已。這種車的電池堆不能擺脫鉑、制氫不能擺脫常規(guī)能源和找到低成本電能,其普及的價(jià)值是必須打問號(hào)的。
新能源汽車和燃油汽車到底哪個(gè)更環(huán)保?
毫無疑問電動(dòng)汽車肯定比燃油車環(huán)保。
就像隨地大小便再怎么樣也比如在公共廁所大小便更環(huán)保一樣。
如果晚上充電白天行駛的電動(dòng)汽車更能充分利用晚上白白浪費(fèi)的電能。
對(duì)了這里的電動(dòng)汽車不包括鉛酸電池。國(guó)家也規(guī)定鉛酸電池的電動(dòng)汽車不屬于新能源汽車范圍。
鉛酸電池污染環(huán)境經(jīng)常讓鋰電池來背黑鍋。
鋰電池是能做到0污染。
鉛酸電池如果管理合適的話也能做到低污染,只是修復(fù)鉛酸電池的門檻太低,基本上通過簡(jiǎn)單培訓(xùn)就能做到,當(dāng)然這些小作坊不可能去搞環(huán)保措施的。
燃油車?yán)锩娴碾姵匾话愣际倾U酸電池。 一般2-4年要換了。
電動(dòng)汽車?yán)锏匿囯姵貜S家質(zhì)保一般最少在6年15萬km。
首先,燃油汽車的技術(shù)是比較成熟的,續(xù)航里程也并沒有限制,反正現(xiàn)在加油站隨處可見,但是缺點(diǎn)在于保養(yǎng)的成本高,還限行。而新能源汽車有著不限行,免交購(gòu)置稅,用電成本低,維修保養(yǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn),而它的缺點(diǎn)是續(xù)航里程短,充電站稀缺,充電速度慢,電池置換成本高。
在城市中,道路上車輛行駛較多,而且經(jīng)常遇到紅綠燈,車輛必須不斷的停車和啟動(dòng)。對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車而言,這不僅意味著消耗大量能源,而且也意味著更多汽車尾氣排出。而使用電動(dòng)汽車,減速停車時(shí),可以將車輛的動(dòng)能通過磁電效應(yīng),“再生”地轉(zhuǎn)化為電能并貯存在蓄電池或其他儲(chǔ)能器中。這樣在停車時(shí),就不必讓電機(jī)空轉(zhuǎn),可以大大提高能源的
電動(dòng)汽車可以比燃油車更環(huán)保,但是有前提條件的。
如果電的來源是水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能等綠色能源,那沒問題電動(dòng)汽車真的是做到了零排放。但國(guó)內(nèi)還是有80%左右的電力供應(yīng)是火力發(fā)電,所以就不能武斷的認(rèn)為電動(dòng)汽車就一定環(huán)保,使用火電就意味著污染前置,而且我們國(guó)家的燃煤雜質(zhì)很多、熱值不高的褐煤占相當(dāng)?shù)谋壤?,如果不?yán)格做到洗煤的話等于你的電動(dòng)汽車比燃油車污染的要高得多,甚至可以說部分城市的輸入性霧霾也有電動(dòng)汽車的貢獻(xiàn)。
隨著第一批補(bǔ)貼電動(dòng)汽車大部分已經(jīng)壽終正寢,更多的人意識(shí)到電動(dòng)汽車比燃油車更高的貶值率,甚至開3-4年的電動(dòng)汽車殘值接近零,電池的壽命是有限的,因?yàn)檠a(bǔ)貼換電池可能比買新車都貴。還有就是電動(dòng)汽車更帶有電子產(chǎn)品的特性,因?yàn)榧夹g(shù)的不斷更迭,加之本身技術(shù)依然還不成熟,所以換代淘汰的非??臁_^高的更新頻率不僅浪費(fèi)資源,本身也是對(duì)環(huán)境具有很大的傷害。
到此,以上就是小編對(duì)于環(huán)保能源與燃料電池的關(guān)系的問題就介紹到這了,希望介紹關(guān)于環(huán)保能源與燃料電池的關(guān)系的3點(diǎn)解答對(duì)大家有用。