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世星新能源(为什么氢气是21世纪的新能源)

发布时间:2024-04-21 14:10:18 游览:41 次

在众多的新能源中,氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为,在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下,氢气产生的能量最多,而且它燃烧的产物是水,没有灰渣和废气,不会污染环境;而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫,可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的,而氢主要存于水中,燃烧后唯一的产物也是水,可源源不断地产生氢气,永远不会用完。

氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量,是汽油发热量的3倍。氢的重量特别轻,它比汽油、天然气、煤油都轻多了,因而携带、运送方便,是航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里能够燃烧,氢气火焰的温度可高达2500℃,因而人们常用氢气切割或者焊接钢铁材料。

在大自然中,氢的分布很广泛。水就是氢的大“仓库”,其中含有11%的氢。泥土里约有1.5%的氢;石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。氢的主体是以化合物水的形式存在的,而地球表面约70%为水所覆盖,储水量很大,因此可以说,氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法从水中制取氢,那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。

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氢的用途很广,适用性强。它不仅能用作燃料,而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。例如,储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领,可将热量储存起来,作为房间内取暖和空调使用。

氢作为气体燃料,首先被应用在汽车上。1976年5月,美国研制出一种以氢作燃料的汽车;后来,日本也研制成功一种以液态氢为燃料的汽车;70年代末期,前联邦德国的奔驰汽车公司已对氢气进行了试验,他们仅用了五千克氢,就使汽车行驶了110公里。

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用氢作为汽车燃料,不仅干净,在低温下容易发动,而且对发动机的腐蚀作用小,可延长发动机的使用寿命。由于氢气与空气能够均匀混合,完全可省去一般汽车上所用的汽化器,从而可简化现有汽车的构造。更令人感兴趣的是,只要在汽油中加入4%的氢气。用它作为汽车发动机燃料,就可节油40%,而且无需对汽油发动机作多大的改进。

氢气在一定压力和温度下很容易变成液体,因而将它用铁罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料,也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的长征运载火箭,都是用液态氢作燃料的。

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另外,使用氢—氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能,使氢能的利用更为方便。目前,这种燃料电池已在宇宙飞船和潜水艇上得到使用,效果不错。当然,由于成本较高,一时还难以普遍使用。

现在世界上氢的年产量约为3600万吨,其中绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取的,这就得消耗本来就很紧缺的矿物燃料;另有4%的氢是用电解水的方法制取的,但消耗的电能太多,很不划算,因此,人们正在积极探索研究制氢新方法。

随着太阳能研究和利用的发展,人们已开始利用阳光分解水来制取氢气。在水中放入催化剂,在阳光照射下,催化剂便能激发光化学反应,把水分解成氢和氧。例如,二氧化钛和某些含钌的化合物,就是较适用的光水解催化剂。人们预计,一旦当更有效的催化剂问世时,水中取“火”——制氢就成为可能,到那时,人们只要在汽车、飞机等油箱中装满水,再加入光水解催化剂,那么,在阳光照射下,水便能不断地分解出氢,成为发动机的能源。

本世纪70年代,人们用半导体材料钛酸锶作光电极,金属铂作暗电极,将它们连在一起,然后放入水里,通过阳光的照射,就在铂电极上释放出氢气,而在钛酸锶电极上释放出氧气,这就是我们通常所说的光电解水制取氢气法。

科学家们还发现,一些微生物也能在阳光作用下制取氢。人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物,通过氢化酶诱发电子,把水里的氢离子结合起来,生成氢气。前苏联的科学家们已在湖沼里发现了这样的微生物,他们把这种微生物放在适合它生存的特殊器皿里,然后将微生物产生出来的氢气收集在氢气瓶里。这种微生物含有大量的蛋白质,除了能放出氢气外,还可以用于制药和生产维生素,以及用它作牧畜和家禽的饲料。现在,人们正在设法培养能高效产氢的这类微生物,以适应开发利用新能源的需要。

引人注意的是,许多原始的低等生物在新陈代谢的过程中也可放出氢气。例如,许多细菌可在一定条件下放出氢。日本已找到一种叫做“红鞭毛杆菌”的细菌,就是个制氢的能手。在玻璃器皿内,以淀粉作原料,掺入一些其他营养素制成的培养液就可培养出这种细菌,这时,在玻璃器皿内便会产生出氢气。这种细菌制氢的效能颇高,每消耗五毫升的淀粉营养液,就可产生出25毫升的氢气。

美国宇航部门准备把一种光合细菌——红螺菌带到太空中去,用它放出的氢气作为能源供航天器使用。这种细菌的生长与繁殖很快,而且培养方法简单易行,既可在农副产品废水废渣中培养,也可以在乳制品加工厂的垃圾中培育。

对于制取氢气,有人提出了一个大胆的设想:将来建造一些为电解水制取氢气的专用核电站。譬如,建造一些人工海岛,把核电站建在这些海岛上,电解用水和冷却用水均取自海水。由于海岛远离居民区,所以既安全,又经济。制取的氢和氧,用铺设在水下的通气管道输入陆地,以便供人们随时使用。

不要小看“岛国”,领土面积虽然不大,但在很多领域日本都是处在领先地位的。不光是 汽车 ,日本的钢铁工业、电子技术、生物技术、新型材料研究与应用、半导体技术等都是比较发达的, 汽车 工业也不例外。日本 科技 发达也与很早就很重视教育有一定的关系。

而油电混动 汽车 则不得不提丰田,丰田的油电混动是目前最成熟的混动。本田混动虽然也同样出色,但毕竟面世时间比较短,远期效果如何还有待于市场检验。而丰田从1995年开始向市场投放油电混动 汽车 ,迄今为止全球销量早已经破1000万辆,而且口碑良好。这就是为什么丰田混动第一的原因,面世时间早,经得住了市场的考验。

混动 汽车 其实最早并不是丰田发明的,但丰田却是把油电混动 汽车 发扬光大的厂家。混合动力 汽车 前身其实是电动 汽车 。而电动 汽车 在1900年风靡一时,干净、无污染、不需要手摇启动,驾驶容易、不需要复杂的换挡操作。而当时的 汽车 无论是蒸汽机还是内燃机,都存在着噪音大、脏污、烟尘异味、难以启动的缺点。电动车虽然续航里程不足但是对比起 汽车 来还是具备一定的优势。第一台纯电动 汽车 是费迪南德?保时捷先生1900年制造的,没错就是保时捷 汽车 的创始人。在1896年费迪南德?保时捷先生,就发明了“轮毂电机”。

轮毂电机的发明,明显推动了电动 汽车 的进程。从此电动 汽车 开始登上 历史 的舞台,因此当年的轮毂电机也被英国的专利授权。随后两年内推出了lohner Porsche:第一台电动 汽车 。 这辆 汽车 采用前轮驱动,装配两个3马力的轮毂电机。采用74节铅酸电池供电,车身总重约1.8吨,车速14km/h,比马车还要慢一些。尽管如此电动车凭借着好开、干净而风靡一时。

随后保时捷根据客人的需求推出四驱版本的lohner Porsche,考虑耗电与动力问题 ,不仅增加两个轮毂电机还增加了两台汽油发动机专门发电用。这就是最早的混动 汽车 雏形。但是电动 汽车 只流行了30年左右,随着内燃机技术的发展,电启动的出现,内燃机车变得更加好启动、好开,此时电动 汽车 优势越来越小,主要一点就是售价高。是汽油车的一倍,而且速度也不如 汽车 高,发电机使用也比较麻烦,效率低,内燃机发电还不如直接驱动车辆省事!于是电动 汽车 /混动 汽车 又逐步被内燃机车所取代。

转眼之间到了90年代,人们开始思考人与环境保护问题、以及 汽车 对环境的影响。而清洁空气法案也在这个时候面世,高排放标准也促使 汽车 厂家生产更环保的 汽车 。而当时纯电 汽车 技术依旧是不成熟的,通用 汽车 为加州生产过一批电动 汽车 ,后来全部收回了。电动 汽车 技术上没有突破、尤其是电池,因此电动 汽车 又一次退出 历史 舞台。

大家都对电动 汽车 手无对策,电池技术没有突破则电动 汽车 难以与 汽车 抗衡。但是丰田并没有退却,而是退而求次,既然电池技术没有突破,那么干脆就采用小容量电池组。随充随用,配上内燃机制造出油电混动车型。这种方案当时其他厂商并不看好,毕竟百公里只能节约2L左右的燃油,百公里节约2L燃油在2000年前后实在是不具备太大优势,况且成本与售价都增加了很多,与燃油车比起来价格不具备优势,性价比低。

但丰田眼光比较独到,始终坚定不移的在研发制造混动 汽车 这条路走下去。这其中与日本资源匮乏有一定关系,一切行动以节约成本出发,所以百公里能节约2L燃油足以让丰田动心了!油电混动作为过渡,未来的 汽车 是纯电动 汽车 。丰田不仅押宝混动 汽车 ,还在大力研发氢燃料 汽车 。 不过丰田也不是神,由于路线制定问题并没有重视纯电动 汽车 市场。最终导致最丰田近两年疯狂的补课,开始布局纯电动 汽车 。也是贴牌广汽EV、买比亚迪电池的原因。

本田与丰田同样坐落在日本,两田是冤家。本田看到丰田混动一家独大,自然是不甘心的。要知道本田跟风丰田也不是一次了,例如CRV。最早的城市SUV是丰田投放在美国市场并爆红的,也就是第一台城市SUV:丰田RAV4,多功能家用车四驱休闲车。

本田看到RAV4爆红后跟风开发出CRV,而CRV取得的成绩超过了RAV4。所以后来本田看到丰田混动成功后,自然也不会视不管,硬着头皮也要开发出油电混动系统。而世面上最合理的油电混动结构就是行星齿轮混动系统,但被丰田早早的注册了专利。也有的厂家采用复杂的多个行星排绕过专利,但是本田对此不屑一顾,也可能是被逼无奈吧!

最终另辟蹊径的搞出了离合器混动系统,并取得了成功。本田混动系统结构简单,高速行驶时油耗反而比丰田低一些,低速动力表现也更好,这点丰田也是承认的。 可以看出来没有竞争没有压力就没有技术的发展,也正是丰田本田之间的技术竞争,让才让日本的油电混动技术走在前沿。

汽车 诞生于德国,兴盛于欧洲,然后转移到北美地区也就是美国,后来到了日本,迄今为止日本制造的 汽车 销往全世界,按照国家 汽车 销量来计算,日本制造着全世界最多的 汽车 。就是这样一个甚至连我国一个大省的面积都没有的国家,有着惊人的学习能力和财富的创造能力,在很多的方面都值得我们向他们学习。

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当今世界 汽车 潮流已经逐步从内燃机时代走到了电力时代,也就是我们常说的新能源 汽车 ,其实新能源不是近几年才提出,而是诞生于上个世纪70年代左右,虽然新能源 汽车 并不是诞生于日本,但是当今世界上技术最先进同时也是最成熟的,当属日本唯一这个国家。在这方面的技术储备没有任何一个国家能超过日本。

在上个世纪70年代日本就已经申请了无数个关于 汽车 新能源方面的专利,尤其是现在流行的电动 汽车 ,无论是弱混系统还是强插电系统。日本在这方面绝对是行业的领导者。日本现当今在世界上制造的各种新能源 汽车 很多专利技术都来源于上个世纪七八十年代的,都是以当时的技术为基础从而进一步的提升 汽车 的各项性能。

世界上日本的混动技术最好最成熟为什么现在日系车企才发力

想必这是很多朋友都想了解到的,随着中国近十年来 汽车 产业不断发展,已经开始走向正轨,有一定的 汽车 制造技术基础,市场占有率也逐步提升,不是对于新能源产业国内 汽车 制造商也是积极筹备,大笔资金投入现在国内各大车企基本都有自己的新能源 汽车 ,不过存在的各项问题还是比较繁多,至于质量上还有赖于市场作出评价。那为什么日系车企新能源产业到现在才逐步发力发布新的新能源 汽车 但是总体而言型号都比较少。

战略有关

谈到日系车大家都有一个评价,好开,质量好,耐用,保值率高,这几点就支撑着整个日系品牌的发展,近几十年来日系车逐步占领整个世界 汽车 市场,在08年金融危机之前福特车企占据着世界产销量最高 汽车 品牌,之后因金融危机轰然倒塌,成就了后来的日本丰田车企,其后的,本田,日产,总共制造了 汽车 占据着世界 汽车 市场绝大部分的份额。能支撑他们发展到今天如此庞大的规模,就是靠这几个优点,所以对于日系品牌的 汽车 而言即使有很多新技术产生,在使用上都十分的谨慎,相信这点大家都是清楚的。

国内地理位置影响

大家都知道日本的地理位置比较偏北,所以日本这个国家总体上是比较冷的,新能源 汽车 上用的弱混系统或者强插电系统,其中使用的动力电池,是一个极其重要的组成部分,这种电池喜欢而不喜欢冷,因为地区比较热对于电池内部的电子活跃性有很大的帮助,对于电量的损耗十分的小,相反如果地处寒冷地区那么对于电池的影响就相当的大。所以日本有着全世界技术最为全面的新能源产业链条,但缺乏市场,因为气候的原因不适合新能源的产业发展。活累新能源产业的崛起也是最近十年才刚开始,行业是否明朗对于谨慎的这些世界性大品牌,一般都会保持谨慎的态度。

谁叫国内对于环境的要求越来越高,同时制定了相关的法规,保护环境,加上 汽车 市场的日益成熟,日系车企看到了

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