朱头山

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一个外行人对当今电动汽车的理解 (二)

(2018-07-03 18:25:23) 下一个

上次写了一篇“一个外行人对当代电动汽车的理解”,竟上了城头,赚了上万流量。也有很多读者提出了批评,甚至大骂。骂人不好,针对这些批评,我又去查了一下,也修正了一些我的意见。

针对认为“氢汽车很危险”的观点,这是无?之谈。爆炸的必要条件,是能瞬间产生大量气体,制造强大的冲击波。现有的绝大多数炸药,都不需要氧气,通过触发,这些炸药的化学分子式里就含有能产生气体的组合,不一定是氧,如H2S,这些气体迅速膨胀产生了爆炸。冲击波本身就能把人打死,或高速推到一个硬物上砸死砸伤。如果炸药裹在一个容器内,则爆炸能或把容器可活动部件推出(如子弹,炮弹),或把容器炸成碎片。有的武器如榴弹,就是先在弹壳上预制很多榴片,爆炸时无数榴片高速飞出,起到加强杀伤力的作用。

氢和汽油一样,需要接触氧和点燃后才能燃烧产生气体,氢燃烧只产生水蒸汽,汽油还有CO,CO2等,单位摩尔氢的产气量远小于汽油。汽车油箱里即使你扔个香烟头进去,也不会爆炸,因为里面没有足够的氧气,烧会儿就熄了。汽车事故里多发生的是燃烧,因油箱或发动机被撞漏了大量汽油泄漏所引起的,而非爆炸。氢汽车中常用的是压缩氢气(液氢成本较高,只有在太空火箭中用),容器相当坚固,发生爆炸的机率不会比汽油高,爆炸的危害度也小于汽油。

经特斯拉开发出性能不亚于汽油车的电动车后,使用可充电锂电池的电动车大受青睐,以后各厂家纷纷如法炮制。看来特斯拉也不是拥有独门绝技,现在中国一家无名小厂也能造出和特斯拉一样好的车,所以特斯拉新推出的车将只卖3万美元,价格很平了。

但电动车有个很闹心的事,就是充电桩不多,即使有也得充半小时,而家用充电则需一晩上。外出开车不可预见的事很多,最常见的如堵车了,可能把电提前用完,只能喊拖车了。其实这也并不是电动车的错,汽油车开始时也有这问题,好长时间内汽车走长途都得带备用油箱的,加油站也是慢慢多起来的。

氢动车则是另一条线了。从30年代的科幻小说里,就有氢时代的说法。用到汽车上的想法很早就有了,因为氢可以通过一些工艺从水里产生,水简直可以说取之不竭。因此,氢时代一直和水动力联系在一起。日本的丰田非常迷恋氢动车,几十年如一日地努力,其氢动厂虽然不如特斯拉那么高调眩目,但也不是一个科幻梦了:每年有5000多辆卖出,性能绝对不输特斯拉和汽油车,在日本和美国的很多地方都有加氢站。李克强访日时,丰田表演了一把,把李总理看楞了,有人就在新闻画面上加画外音:奶奶的,被比亚迪骗了!

氢动车本质上就是电动车,区别只是它用的是氢电池,氢和氧不是通过燃烧,而是在一特殊装置内产生氧化反应,发生电子转移,也就是发电。锂电池只能通过充电补充,而氢电池可以加氢。充电桩目前比加氢站要多,如果在外地停得时间长也可用家用电充电。但氢电车可以携带备用氢气瓶,在紧急情况下更方便一点。

我的上篇文章里断言氢电车将让锂电车绝种,太武断了。在很长一段时间里,锂电车还是占优势的,而汽电混合车也是很有价值的,如果你用车多数时间只是在拥挤的市区道路上行驶的话。氢电车的未来,很大程度上决定于以水为原料产氢的技术的发展情况。

氢的生产工艺很多,最吸引人的一种是通过电解水产生氢气。二战期间的潜水艇就用这种技术为乘员提供氧气了(水电解后产生氧气和氢气),经过那么多年的发展,技术已经很成熟了。只是这肯定是个耗能的过程,电解水所需的电,肯定多于氢发出来的电。很多水驱车的故事,迄今都被证明是有意无意的骗局。但该技术在某种情况下也还是有意义的,比如有个家用的产氢机,或在每个加油站里放个产氢机,由于原料是到处皆有的水,还是很方便的。现在的技术还做不到这一点,如果哪天做到了,氢电车超过锂电车的时代就要来了!

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评论
北海01 回复 悄悄话 分离水的氢和氧,要克服分子中原子的binding,从能量守恒上看,代价相当大。可能转换率极不经济。
北海01 回复 悄悄话 分离水的氢和氧,要克服分子中原子的binding,从能量守恒上看,代价相当大。可能转换率极不经济。
星光华逸 回复 悄悄话 貌似文科生写的。。。
1. 文中提到的氢电池即燃料电池:汽车上应用的是质子交换膜燃料电池(PEMFC),技术已成熟,没有大规模普及还在于催化剂成本上,已经到了大规模应用的临界点。
2. 氢能:甲醇(CH3OH)含氢密度最高,一个碳含4个氢。其它醇(CnH2n+2O)一个碳含2个氢。难点在于催化反应制氢时,会产生很少量的一氧化碳,让燃料电池的催化剂中毒;另外催化反应温度越低越好。2017年北京大学一个研究组在Nature杂志(也可能是Science)上发表了一个有突破性的成果。
另外,我觉得您还是别写了,或者多读一些review,研究报告再写。
3. 水制氢,除非是不考虑成本的特殊应用,大规模民用不可能,洗洗睡吧。

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