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有色眼鏡下的燃料電池汽車的安全性分析

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2019年01月17日  

11月30日,河北省張家口市政府召開新聞發(fā)布會(huì),通報(bào)“11.28”爆燃事故初步調(diào)查結(jié)果:由于中國化工集團(tuán)河北盛華化工有限公司氯乙烯氣柜發(fā)生泄漏,泄露的氯乙烯擴(kuò)散到廠區(qū)外公路上,遇明火發(fā)生爆燃所導(dǎo)致。

這一結(jié)論,再次洗清氫能不安全的“罪名”和冤屈。

有消息指出,張家口爆燃事故的起因是張家口海珀?duì)栃履茉纯萍加邢薰具\(yùn)輸用于制氫的原料,從而導(dǎo)致氫能產(chǎn)業(yè)、氫燃料電池汽車躺著中槍,遭遇一場(chǎng)大眾危機(jī)。

但這很快被證明“這是不實(shí)消息。”中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長洑春干第一時(shí)間澄清,而報(bào)道提及的張家口海珀?duì)栃履茉纯萍加邢薰具€在建設(shè)當(dāng)中,并未投產(chǎn)運(yùn)營。

《燃料電池汽車——新能源汽車最具戰(zhàn)略意義的突破口》作者程振彪先生介紹,制氫的過程是安全的。

關(guān)于氫的制取比較理想的、符合可持續(xù)發(fā)展要求的制氫途徑:一是本著“廢物利用”和“循環(huán)經(jīng)濟(jì)的”原則,通過工業(yè)(比如化工、鋼鐵行業(yè)等)副產(chǎn)品和煤層氣(俗稱瓦斯)等制氫;二是通過清潔可再生能源電解水制氫;三是通過陽光直接分解水制氫。經(jīng)由這三種途徑而經(jīng)濟(jì)的大批量制氫,需要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新才能突破各種障礙。

就車載高壓儲(chǔ)氫而言,為使儲(chǔ)罐能存儲(chǔ)更多氫以保證汽車有長的行駛里程,就得提高儲(chǔ)罐的壓力確保罐的高壓安全性和密封性。若車載容器內(nèi)是液態(tài)氫,需要有足夠低的局部環(huán)境溫度。

汪濤先生在《純電動(dòng)一統(tǒng)天下》一書中說,儲(chǔ)氫罐的材料現(xiàn)已做得強(qiáng)度非常好,即使用高能量的狙擊步槍也打不穿。已上市的豐田Mirai采用尼龍內(nèi)襯材料作為儲(chǔ)氫材料,已經(jīng)滿足儲(chǔ)氫罐實(shí)用化要求。

燃料電池早期主要應(yīng)用于航天和特種目的,后來鑒于其巨大的潛在優(yōu)勢(shì)和應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)重的交通環(huán)境污染,人們又研究將之應(yīng)用于汽車而作為動(dòng)力裝置。

經(jīng)過數(shù)十年,尤其是自20世紀(jì)90年代以來,科技人員扎扎實(shí)實(shí)的埋頭探索和反復(fù)試驗(yàn)研究,如今世界上氫燃料電池汽車的技術(shù)進(jìn)步飛快,大大超出國內(nèi)許多人的預(yù)想,已經(jīng)顯露出光明的發(fā)展前景;在(純)電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)障礙久攻不破的困擾下,的確給人們帶來一種“眼前一亮”的感覺。

在世界汽車工業(yè)界多年艱難嘗試了多種新能源汽車技術(shù)方案之后,依據(jù)氫燃料電池汽車表現(xiàn)出來的無以倫比卓越的環(huán)保性和很高的能效,再參照對(duì)全球正在醞釀興起的第三次工業(yè)革命的預(yù)判,學(xué)界有人甚至斷言,氫燃料電池汽車很可能是世界汽車的最終發(fā)展目標(biāo)和新能源汽車的終極(解決)方案。該項(xiàng)革命性的技術(shù)成果對(duì)人類未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)將產(chǎn)生的重大影響和廣闊的發(fā)展前景,已被世界一些具有敏銳眼光的科學(xué)家所認(rèn)識(shí)。

程振彪認(rèn)為,燃料電池相比鋰電池,電池安全性高,對(duì)環(huán)境友好。氫燃料電池由極板夾著很薄的電解膜構(gòu)成。在電解膜一側(cè)的陽極上,氫被諸如鉑一類的催化劑分解為電子與質(zhì)子。質(zhì)子可以穿過電解膜,與空氣中的氧生成水蒸汽排出,而電子則統(tǒng)統(tǒng)被電解膜攔下,集中起來生成電流。這一過程是在物質(zhì)的原子水平上發(fā)生的,從理論上講基本上沒有熱輻射,就是在實(shí)際的應(yīng)用工作過程中,電池的溫度最高也不會(huì)超過100℃,如果再采取一些冷卻措施,則溫度會(huì)更低。

由于燃料電池失能甚微,即使隔膜裂了也不會(huì)發(fā)生爆炸。加之電池組件是固態(tài)材料構(gòu)成,由此也就從根本上避免了類似于純電動(dòng)汽車因電池?zé)崾Э睾腿芤海▌┬孤┑榷鴮?dǎo)致的安全隱患,可獲得高的安全性。

要說氫燃料電池汽車在安全方面還有什么薄弱環(huán)節(jié)的話,儲(chǔ)氫裝置(或容器)可算得上是一個(gè)需要認(rèn)真對(duì)待,正如前面所說,正因已經(jīng)有比較成熟的技術(shù)可以應(yīng)用,氫燃料電池汽車的安全性基本上與傳統(tǒng)汽車的相當(dāng),并無特別之隱憂。

在世界范圍內(nèi),氫燃料電池汽車尚處在少量示范運(yùn)用階段,尚是一個(gè)完全創(chuàng)新型、革命性的技術(shù)產(chǎn)品,不可避免地會(huì)有一些不完善和需要改進(jìn)的地方。

如果用戶能明白和忍受燃油汽車潛在的一定的安全性風(fēng)險(xiǎn),就沒理由那么苛責(zé)地戴著有色眼鏡看待燃料電池汽車。

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