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2020年8月3日,上午12:00

燃料电池距离日常电动汽车还有很长的路要走

汉斯·格雷梅尔
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    丰田汽车表示,第二代Mirai的燃料电池系统从上到下进行了重新设计。

    东京—清洁的汽车运行在宇宙中最丰富的元素上,除了水蒸气外什么也不排放,似乎是解决世界能源紧缩和气候危机的理想解决方案。

    因此,数家汽车制造商竞相开发氢燃料电池技术,将其作为使交通电气化的长期,可持续的道路。但是这里的关键词是“长期”。

    即使是最乐观的拥护者,例如丰田汽车公司和现代汽车集团,也承认该技术仍处于起步阶段,并存在着大规模商业化的众多障碍。燃料电池系统具有巨大的成本,建造燃料基础设施的复杂性以及提供负担得起的氢气供应的问题。

    随着行业将全电动汽车的更近期潜力放在首位,而这些电动汽车仅通过电池获取动力,一些公司已经在重振雄心。戴姆勒的梅赛德斯-奔驰在4月份表示,将终止与乘用车的燃料电池系统的开发,并将其与沃尔沃集团的合资企业的燃料电池重点转移到重型卡车上。通用汽车和本田仍在合作开发下一代燃料电池系统。

    福特汽车公司(Ford Motor Co.)在2018年宣布将终止与戴姆勒(Daimler)在燃料电池方面的合作,宝马(BMW)表示,尽管燃料电池已经准备好进入自己的市场,但其落后于电动汽车的发展落后了10年。基于X5中型跨界车的i 氢 Next计划于2022年限量生产。




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            科技细胞的进步

            滨村佳彦(Yoshihiko Hamamura)是丰田公司燃料电池电动汽车项目的负责人。

            问:工程师致力于降低氢燃料电池成本的领域是什么?
            A:
            首先是降低昂贵的催化剂和其他材料的成本。第二是燃料电池堆的开发成本。第三是生产燃料电池系统的资本支出。 

            有哪些技术进步?
            燃料电池具有利用催化剂的膜,该膜昂贵。该催化剂由小颗粒组成,如果您不能均匀地涂覆这些催化剂,效率将不会提高。但是,如果您具有均匀或均匀地涂覆催化剂的技术,则可以用更少的催化剂促进更多的化学反应。 

            建立负担得起的供应链的趋势是什么?
            在日本,主要技术是利用天然气生产氢气。但是还有其他产生氢气的方法。诸如风能和太阳能之类的可再生能源可用于通过电解产生氢。在中国,他们利用牛粪产生氢气。

            燃料电池系统非常复杂,因为它们需要大量额外的硬件。他们有一个高压碳纤维增强罐来储存氢。他们需要昂贵的燃料电池堆,该堆将氢与空气中的氧气结合起来,通过化学反应产生电能。他们拥有电池和电动机,就像电动汽车一样。

            丰田公司燃料电池电动车项目负责人滨村良彦说,丰田是与宝马技术合作的燃料电池的真正信奉者,该公司有望在今年推出其第二代Mirai燃料电池汽车。丰田对技术细节一无所知,但该车的总工程师去年表示,燃料电池系统已从上至下进行了改装。

            降低成本的一种方法是在燃料电池催化剂中使用较便宜的材料。丰田最早的装置使用镀金不锈钢。后来的系统使用钛,但这也很昂贵。另一种方法是改善制造过程,以使催化剂颗粒可以更均匀地覆盖燃料电池。这将提高其性能,从更少的单元提供相同的输出。

            如果汽车制造商用更大的电池来弥补电池不足的情况,那么他们也可以减少电池的消耗。

            同时,丰田公司正在集中精力加快时间密集型步骤的生产,例如用碳纤维包裹氢罐。精简制造是另一大节省成本的方法。




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