以氢燃料代替汽油并非创新科技,氢动力汽车的原理也并不复杂。世界上已经有几十个城市拥有氢燃料电池公共汽车试点运营线,全球主要汽车厂商都在加紧研制实用性更强的氢动力车。氢能汽车走向市场的关键制约因素,正如我刊登在2009年4月9日《人民日报》上的文章所说的那样“氢能汽车推出容易推广难”,难就难在氢的储存和安全问题。
由于氢气比空气轻得多,与同体积的空气相比,其质量只有空气的1/14,较之其他燃料,氢气单位能量所占的体积非常大,需要巨大体积的贮存设备,这给运输和使用造成极大不便。如何更有效地储存和运输氢是一项相当复杂的技术。氢的贮存条件要求很严格,常用的有高压气态、低温液态两种贮存方法。目前燃料电池车携带氢有三种方式:压缩后存储在高压容器中;液化后存储在绝热容器中;用某些金属、合金吸附或化合后加以存储。这三种储氢方法都已有试验样车。但其缺陷是,要么安全问题难以解决;要么贮存量小,每次加氢后跑不远、行驶时间短。而且,现有的氢动力汽车进行燃料补给的“加氢站”建设投入很大,这也是制约氢动力汽车发展的因素之一。
瞄准氢能汽车的突出问题,目前相关研发的主要精力都放在寻找新型储氢材料上。英国细胞能公司所发明的人造汽油,其实就是一项可高密度贮存氢的新技术。这项技术的核心是纳米结构氢微珠。就像酸奶可把益生菌包覆在具有保护约束作用的晶球里储存一样,只不过这项新技术是将氢气封装在氢化合物微珠中而已。这种贮存方式的微观结构是中央有一条直径只有头发丝三十分之一的氢化合物纤维,外面包裹着一层聚合膜,并利用纳米科技将它们交织在一起,再制成微粒状。这些充满氢的微珠呈液体状态,可以向液体一样被灌进容器里或者被泵抽出,使用时就好像平常加油一样方便。这种全新的氢利用方式,能够直接用在现有的车辆上而且无需改造发动机。这些材料是以氢为基础的,所以使用的时候不会产生碳排放,与电动汽车一样环保。
细胞能公司的研究成果很好地解决了氢的贮存、运输、加注以及安全问题,为氢动力汽车的推广扫清了障碍。
有了这项新技术,氢气就能成为实用价值很高的理想燃料。因为氢气每单位重量所释放的能量是汽油的三倍,当它燃烧时,除了水之外,不产生任何东西,不会造成空气污染,是绿色环保能源。氢燃料可再生和重复利用,不存在枯竭问题,它主要以化合状态存在于水、石油、煤、天然气以及各种生物的组织中,海洋、湖泊、江河是取之不尽用之不竭的“氢矿”。工业上广泛采用红热的炭与水蒸气反应、天然气和石油加工工业中的甲烷与水蒸气反应、高温分解甲烷、电解水等方法生产氢气。也可通过太阳能或风能分解水、利用细菌分解农作物秸秆和有机废水得到。低成本大量生产高纯度氢的最新工艺是使用镍、铝、锡合金作为催化剂,从动植物废料中制取氢气,这是一项变废为宝的绿色科技。
细胞能公司行政总裁福勒表示,除了汽车,人造汽油也有可能用在飞机等其他交通工具。这让人们看到目前使用碳氢化合物的汽车、飞机等运输工具的绿色前景。显然,氢能汽车前途光明、潜力无限。未来属于氢能动力!
作者单位:国务院机关事务管理局
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