在现场,现代汽车集团面向中国氢能行业、等相关领域,分享韩国氢能产业化先行经验,展示现代汽车集团“氢能解决方案”。氢燃料电池系统(车用)曾荣获“沃德发动机”称号,有模块化、精简化、轻量化的特点,经专业检测机构认证,发电效率可达62%以上。为了深入推动中国氢能产业发展,现代汽车集团于2021年初建设集团海外氢燃料电池系统生产与销售基地——“HTWO广州”,已开始试运行,计划今年底竣工投产,届时将建设成为占地20.2万平方米,包含氢燃料电池系统生产工厂、研发中心和创新中心在内的综合型基地,投产后将向汽车、船舶、轨道交通、发电等多个领域提供全球的氢燃料电池系统。氢气能量密度,环保性能好,是能源碳转型的重要方向。九江氢燃料汽车加氢
氢气用作汽车能源的主要问题,成本高。地球上氢气储量固然丰富。 但以目前的技术,制取氢的成本太高。用电解水的方法制取氢,是目前工业上主要的生产氢气的方法,如果用这种方法制取氢气,再把氢气用作汽车燃料,从能源效率上来讲是不合算的。储带不便。氢气在汽车上的储带十分不便。气态储带,能量密度低的缺点很突出,如果要求氢气汽车与汽油汽车保持同样的行驶里程,则储气罐的体积约为汽油油箱的20倍;这对解决必要的行驶里程相当困难;液态储带要求-253℃的温,需要采用隔热的油箱,且有蒸发损失,成本很高;金属氢化物储带(即气态氢在200~250个大气压下与某种金属化合,形成几毫米大小的固体金属氢化物,把这种金属氢化物带在汽车上,使用时将其加热分解,释放出氢气供内燃机燃烧,剩余金属可再次与氢气化合,循环使用)方式进展较大,似有更好的前景。动力性较差。氢气虽然热效率高,但其密度很小,在气缸中将挤占相当一部分容积,影响空气量,反过来也影响了氢气量。此外,氢的单位质量热值虽然高,但单位容积热值低。这都会影响氢气发动机的动力性。天津氢燃料汽车加氢站100kg以上的氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。
加氢站外购*氢气的方式需要借助交通工将氢气从制氢厂运输到加氢站。若采用气态氢拖车运输,为了运输过程中的安全,管状容器的储氢压力不得高于20Mpa ,所以还需经过站内的氢气压缩机增压至35Mpal以上才能达到加注标准。若采用液氢罐车运输,输送至加氢站储罐内的液态氢还需经蒸发器汽化,再经压缩机增压后才能为氢能源汽车加注。加氢站作为氢能利用和发展的中枢环节, 是为燃料电池车充装燃料的专门场所。不同来源的氢气经氢气压缩机增压后, 储存在高压储罐内,再通过氢气加注机为氢燃料电池车加注氢气。
氢气用作汽车能源的主要优点,来源非常丰富。氢是宇宙中含量丰富的元素之一。氢可由水电解而成,水的资源极其丰富。也可以以天然气、煤、硫化氢为原料制取。污染很少。氢气燃料是不含碳的燃料,废气中的主要成分是氢燃烧后的生成物H2O、空气中的N2、燃烧后空气中剩余的O2以及在高温下生成的NOx。没有汽油车及柴油车所排出的令人困扰的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质,不会诱发光化学烟雾,也没有导致地球温室效应的CO2。热效率高。氢的火焰传播速度比汽油高许多,氢是气态燃料,混合气形成质量好、分配均匀,加之火焰传播速度高,允许采用较稀的混合气;氢的自燃温度比汽油高,抗爆性好,允许有较高的压缩比,使得燃烧热效率较高,燃料消耗率较低。加氢机的主要功能是为氢燃料电池汽车的车载储氢瓶进行加注,主要技术指标是加注压力。
氢燃料电池主要由阳极、阴极、电解质和隔膜四部分组成,结构与一般的电池基本相同,不同的是后者的活性物质贮存在电池内部,导致电池的容量受限。而燃料电池的阳极和阴极本身并不包含活性物质,只作为催化元件使用,所以原则上只要氢气和氧气不断输入,氢燃料电池就能持续发电。原理方面,氢气和氧气分别从外部输入氢燃料电池的阳极和阴极,阳极的氢气经过催化剂作用,生成氢离子和电子,失去电子的氢离子穿过隔膜终到达阴极,其化学方程式为H2=2H++2e-,氢离子到达阴极后,与阴极的氧气和电子重新结合为水,其化学方程式为2H++1/2O2+2e-=H2O,整个过程的总反应为H2+1/2O2=H2O。压管道适合大规模、长距离的运氢。山东国内氢燃料汽车加氢
单从运输方面的成本来看,以液氢运输成本,管道运输。九江氢燃料汽车加氢
氢燃料电池车的工作原理是:将氢气送到燃料电池的阳极板(负极),经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的一个电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板(正极),而电子是不能通过质子交换膜的,这个电子,只能经外部电路,到达燃料电池阴极板,从而在外电路中产生电流。质子到达阴极板后,与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧,可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,给阴极板供应空气,并及时把水(蒸气)带走,就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电,经逆变器、控制器等装置,给电动机供电,再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动,就可使车辆在路上行驶。与传统汽车相比,燃料电池车能量转化效率高达60~80%,为内燃机的2~3倍。燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是清洁的水,它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳,也没有硫和微粒排出。因此,氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染的车,氢燃料是完美的汽车能源!九江氢燃料汽车加氢