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美日氢燃料电池车将进入技能与商场演示阶段

在中国,人们从2008年奥运会和2010年世博会上都曾先后看到过燃料电池车(FCEV)作为公共交通运输工具的身影。正是由于FCEV具有节能减排的巨大优势,因此,包括美、日在内的全球各国都在投入巨资进行

  在我国,人们从2008年奥运会和2010年世博会上都曾先后看到过燃料电池车(FCEV)作为公共交通运输工具的身影。正是因为FCEV具有节能减排的巨大优势,因而,包含美、日在内的全球各国都在投入巨资进行开发,且已有不少成功的演示事例。美日氢燃料电池车将从现在单纯技能演示阶段转入技能与商场归纳演示阶段。

美国氢燃料电池车演示项目

  美国能源部(DOE)国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Lab,NREL)长时间从事氢燃料电池车的开发,该实验室的Keith Wipke表明,从现已施行了5年多的美国氢燃料电池车演示项意图运转状况看,氢燃料电池车进入了一个新的发展阶段。

  据该实验室的统计数据,参加此项意图氢燃料电池车现已累计行进了114000小时,总路程达460万km。加氢站共供给了134000kg氢燃料。氢燃料电池耐用性和续航路程等要害技能指标满意了美国能源部提出的要求。

  详细数据如下,2009年,氢燃料电池电堆的耐用性为2000小时,续航路程超越400km,加氢站的加氢本钱为3美元/GGE(Gallons of Gasoline Equivalent,相当于一加仑(约3.87L)汽油的能量)。2015年上述数据将别离到达5000小时、480km、2~3美元/GGE。燃料耗费率将从现在的1kg/min进步到2012年的约1.7kg/min。

  福特/英国BP石油和雪佛龙/现代起亚参加了2009年该项目第1代和第2代车/加氢站的演示运转,戴姆勒、通用轿车和空气产品公司将持续参加直到2011年的该项目第1代和第2代车/加氢站的演示运转。该演示项目可从实践用户的驾驭中搜集数据并反馈给研发部门,用于往后氢燃料电池车的开发。

  在全美58座加氢站中,旧金山、洛杉矶、底特律、华盛顿和纽约区域占33座。其间24座演示站中的15座现在仍在运转。绝大部分演示站以紧缩氢为主,此外还供给现场电解、液氢和现场天然气的重新处理。

  此外,NREL与NREL(Savannah River National Lab)在2009年对丰田燃料电池混合动力车FCHV-adv进行了开放式公路测验。以丰田美国出售总部所在地的加利福尼亚Torrance为起点,结尾是San Diego。均匀行进间隔为530km,考虑到最后所剩的氢燃料还可行进约160km,因而,该车的实践续航路程约为690km。

丰田FCHV和日产FCV殊途同归

  丰田FCHV-adv在日本的东京到大阪间(560km)也进行了实践路测,因为高压氢罐的压力从35MPa进步到70MPa,及其他各种功率要素的进步,续航路程到达了830km,比在美国的路测长140km,功率为139km/kg,相当于燃油功率38km/L。

  FCHV-adv在环境温度35℃时可带着6kg氢燃料,最高时速达155km/h,可在-30℃低温时起动。不过,现在该车的租借价格十分高,为每月84万日元。

  日产也在美国加州进行了燃料电池车的实践路测,8辆奇骏燃料电池纯电动车(FCV)累计行进间隔超越92万km。该车采用了金属隔片和改善膜,使功率密度添加了1倍,电极催化剂资料Pt的用量削减了一半。并期望在往后开发中将Pt的用量减到每辆车10g。

  丰田轿车的koichi kojima表明,从现有的剖析数据上看,纯电动车适于乘坐人员少的近距离行进。长间隔行进时,批量生产的燃料电池体系在分量/容量、本钱方面比纯电动车有巨大的潜在优势(见图1)。FCHV还能够包含重型货车在内。

图1 燃料电池体系与纯电动车的比较

  现在,丰田正在开发中的FCHV本钱大约是FCHV-adv的25%,往后要进一步下降到10%。为此,丰田预备:1.简化燃料电池体系和储氢罐体系等的规划,减小燃料电池体系尺度和分量。例如,将电流密度进步1倍,以减小一半的电极面积;将单个电池的资料数量削减一半;改善装置和密封办法;削减电极催化剂资料Pt的用量。2.进步资料耐久性,下降资料本钱。例如,电解质膜、隔阂(包含外表处理)和GDL(Gas Diffusion Layer,气体分散层)等;与资料供货商一起下降FCHV的资料本钱。3.进步燃料电池电堆和储氢罐等的生产技能。

  此外,关于冰点温度以下燃料电池的工作状况,丰田的koichi kojima表明,因为发电中止后,气体分散不行充沛,因而发生的水一般集合在肋板下面(见图2)。即便在冰点以下运转,这时发生的水仍会在必定时间内坚持过冷状况(见图3)。因而,冷起动时需求采纳一些防止冻住的办法:恰当清除以削减剩下水量;添加储水容量;经过气体操控加速发生热量的速度,快速进步电堆温度(见图4)。

图2 冰点以下发电前燃料电池的内部状况
图3 冰点以下发电时燃料电池的内部状况
图4 快读进步电堆温度

  鉴于丰田的燃料电池车开发现已取得了很大发展,总裁丰田章男2009年8月在其美国轿车研究中心宣布演讲时表明,计划在未来5、6年内,为顾客供给价格合理的氢燃料电池轿车。

  

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