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丰田氢燃料电池之路 对“完美”的执念

发稿时间:2018-07-27 14:31:02 来源:财经界综合

如今新能源市场可谓遍地开花,无论是新诞生的品牌还是传统车企推出的新能源产品,“新能源”这三个字在密集轰炸着我们的汽车生活。我们常说的“新能源”主要是指纯电动或是混动车型,对于氢燃料汽车似乎了解并不多。其实氢燃料汽车也许正是新能源发展的最终形式——因为它的反应产物只有水。而在氢燃料电池的研发之路上,丰田汽车再次成为领先者。

(图片来自网络)

所谓氢燃料电池并不是真的燃烧氢气,而是电池的一种,只不过原理和我们常说的锂电池等有本质区别——氢质子穿透质子交换膜与氧分子结合,在催化剂的作用下发生氧化还原反应,而被阻隔在膜外的电子需要绕到电极板两端,这一过程就产生了电流,同时反应产物只有水。

FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle),即燃料电池电动车的简称。其实早在1893年就已经有人提出了氢燃料电池反应原理并实验证明,但在当时想要应用到汽车领域简直是天方夜谭。直到1994年,奔驰推出了世界上第一款氢燃料电池车NECARI,但高昂的造价成为阻碍氢燃料电池车量产销售的最大问题。又过了10年,在2015年我们才等来了世界上第一款氢燃料电池量产车丰田Mirai。

为什么说氢燃料电池也许是汽车“最完美”的动力解决方案呢?通过反应式也可以看出,氢氧在催化剂作用下产生电流和水,电流为汽车提供动能,而水就成为唯一的反应产物,同时能量转化率高又没有过多的废热产出,真正做到“零排放”。

除此之外氢燃料电池还有很多显著优势:氢是世界上最多的元素,氢气来源极其广泛并且是可再生资源;转化效率可超过50%(内燃机转化效率为10%);电池使用寿命长;加注氢气的时间短等等。

优势突出但现阶段也有比较明显的技术壁垒。首先就是氢气站,想要普及氢燃料电池车必然要大规模建造加氢站,同时氢气运输的要求也非常严格,这方面的成本比较高;其次就是电池反应堆中的催化剂必须是贵金属——铂,暂时没有其它物质可以替代,同时对氢的纯度要求极高(99.99%)。

对于高成本以及技术壁垒,丰田给出了现阶段比较高效的解决方案,所以才有Mirai出现,丰田的FCEV之路走了20年,一路风雨终见彩虹。

丰田对于氢燃料电池车的探索从90年代就开始了,到2002年丰田就已经开始在日本、美国限量发售氢燃料电池车“丰田FCH”;2008年针对特定用户销售的“Toyota FCHV-adv”,把一次加氢后的最大行驶里程从以往的330km提高到了830km,并且能在零下30度的低温地带启动行驶;第一款量产的氢燃料电池车是“MIRAI”,2014年12月15日在日本正式发售。随后,氢燃料电池巴士也在今年投入市场。

技术及成本控制上的不断突破,推动着丰田在氢燃料电池领域20年发展。目前在日本,MIRAI最终补贴完的售价在人民币26万元左右,这比氢燃料电池车刚刚起步阶段降低了几十倍。

责任编辑:夏晨风
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