氢是地球上最丰富的元素之一,曾经被视为绿色能源对石油驱动汽车的解决方案:易于生产,无处不在且燃烧时无污染。
氢能被一大堆障碍所击败-高度易燃气体引起的爆炸危险,难以在大型重型油箱中运送燃料的困难以及缺乏加油网络。汽车制造商转向了生物燃料,电力或气电混合动力汽车。
但是事实证明,氢气从来没有完全淘汰。现在,以色列科学家和企业家声称将氢能放到更小,更轻的容器中,距离更近了。
氢气不用装在看起来像笨重的潜水装备的金属或复合气瓶中,而是装在玻璃丝中,玻璃丝一旦离开实验室,其厚度将仅比人发稍粗。
将这370个玻璃毛细管捆扎到一个称为毛细管阵列的玻璃管中,大约相当于吸管的宽度。科学家们说,这种11000个这样的阵列将为400公里的汽车加油,占用的空间和重量不到目前安装在少数氢能汽车中的燃料箱的一半。
C.En Ltd.的首席科学家Dan Eliezer说:“我们已经展示出比任何其他系统都能存储更多氢的新材料。” C.En Ltd.位于以色列日内瓦,以色列人在此开发他们的发明。
科学家们没有尝试改进标准的燃料电池,如今与150年前发明的标准燃料电池没有太大区别。燃料电池通过涉及氢和氧的化学反应产生电能,仅产生水蒸气作为副产物。可以将燃料电池与标准汽车发动机进行比较,而毛细管阵列可以与汽油箱媲美。
该系统在德国联邦材料研究与测试协会(BAM)的美联社演示中在柏林揭幕,该公司自2008年以来一直在测试材料,并宣称该系统安全。总部位于意大利的Generali Insurance的代表也与会,该项目已投资1000万美元(合1,070万美元)。
尽管其支持者称该技术为突破性技术,但如果不投入大量资金来扩大开发规模,就不太可能获得吸引力。它还需要一个分销系统和大型汽车公司的支持,大型汽车公司已将数十亿美元投入到自己严密监视的研究计划中。
伦敦商业和能源咨询公司E4tech的主管戴维•哈特(David Hart)说,汽车公司“仍在向氢和燃料电池方面投入大量资金,”并且有数百名研究人员致力于这项技术。汽车制造商拒绝透露其研究或资助的细节。
哈特说,玻璃毛细管似乎是一项“有趣的”技术,如果能提供公司声称的能源,它将“非常重要”。但是,如果这意味着建立一个新的加油基础设施,“它可能仍然不是汽车的正确答案,”他说。
像电动汽车一样,氢研究背后的推动力是需要摆脱石油,控制因气候变化而被指责的温室气体排放,特别是来自工业和运输业的二氧化碳。交通运输将约13%的人造碳排放到大气中。
氢气的排放量为零。它可以通过电解从水中产生,也可以作为核反应堆和化工厂的废物收获。
英国咨询集团创新观察所(Innovation Observatory)的生物燃料专家丹尼·狄克斯(Danny Dicks)表示:“就节省二氧化碳而言,您在可再生氢方面的作用更大。”“因此,最终,氢才是应推动的方向。”
目前,汽车制造商仍专注于电池供电。在上个月的日内瓦车展上,几乎所有主要制造商都展示了他们最新的电动汽车或计划生产它们。地板上的几辆氢气车很少引起注意。
并非总是这样。
美国前总统布什(George W Bush)拨款12亿美元(12.8亿澳元)用于氢研究,并在其2003年国情咨文中表示:“今天出生的孩子驾驶的第一辆汽车可以使用无氢和无污染的动力。”奥巴马政府在很大程度上取消了该计划。
在欧洲,氢也是低优先级。例如,荷兰政府最近宣布了500万欧元(合727万澳元)的氢补贴,但电动汽车的补贴却增加了八倍。插件的购买者可以获得税收减免和退税,伦敦和阿姆斯特丹等城市也在其街道上植入了收费支柱。
“电力正在采取所有补贴计划。荷兰独立可再生能源咨询公司Ecofys的罗伯特·范登·霍德(Robert van den Hoed)说,这是从氢气中夺走的。
主要原因是成本。电动汽车已经在道路上投入生产,而氢能汽车仍在试验中。日产的新型电动汽车Leaf将在美国以约25,000美元(26,755澳元)的价格出售,包括政府回扣。
本田公司生产了一款公路用氢燃料车FCX Clarity,但该车不出售。其中只有50个在美国以每月600美元(A642美元)的价格出租;本田表示,计划今年将机队增加至200名。本田拒绝在Clarity上贴上销售标签,但一些专家表示,市场价格将分别为100万美元(107万澳元)。丰田是电动汽车技术的领导者,计划在2015年将其首款氢能汽车投放市场。
去年12月,德国豪华汽车制造商宝马结束了100台氢燃料内燃发动机的试验运行,并退回到实验室进行更多研究。发言人托比亚斯·哈恩(Tobias Hahn)表示:“我们从这次大规模的现场测试中学到了所有我们想学的东西,”宝马正在研发下一代汽车。
哈恩在慕尼黑的讲话中说:“我们仍然致力于将氢作为转向可持续交通的长期替代方案。”他补充说,最大的问题是车载存储。
在美国汽车制造商中,通用汽车生产了100辆雪佛兰Equinox燃料电池汽车的测试车队,并让5,000人在25个月内对其进行了测试。像宝马一样,雪佛兰也在撤回车辆以升级技术。
插电式和氢式的结合可能会成为最环保的解决方案。哈特说:“燃料电池混合动力车似乎是一个不错的长期选择。”“这不是非此即彼的结果。两者都有,很可能。
公共交通也正在试验氢。温哥华冬季奥运会部署了20辆燃料电池公共汽车。Frits van Drunen表示,欧盟和31个行业联手在截至去年年底的10个城市的常规客运路线上进行了为期四年的氢动力公交车试验,新一代公交车将于今年晚些时候开始运营。荷兰公共交通网络GVB的项目。
范·德鲁宁在阿姆斯特丹GVB加氢站接受采访时说:“我们预计,到2017年,这些公共汽车的每公里价格将与柴油公共汽车相同。”
在柏林测试基地BAM,研究人员在燃料电池和绑定在一起的三个充满氢气的阵列驱动的实验室地板周围,引导了一辆遥控模型卡车,其厚度约为拇指的厚度。一个类似的设备用20个LED灯泡照亮了面板。研究人员说,这种设备可以内置在笔记本电脑甚至手机的电源盒中。
BAM的研究主管Kai Holtapples说,如果C.En系统可以开发为可在加油站更换的可更换机架,则可以在两到五年内投入使用。他说,最终,汽车将能够像今天的气泵一样通过喷嘴加油。“当然,两个系统都需要进行一些工程设计,但已经存在一些想法。”
他说,BAM在毛细管阵列项目中没有财务利益。
C.En的首席执行官Moshe Stern表示,电动汽车将在未来几年内主导市场,但是廉价和无限的氢气供应将使其成为未来的动力来源。
他说,在几年甚至十年之内,氢燃料将使世界的能源平衡从石油转移。
斯特恩说:“真正的革命不是技术革命,而是政治革命。”
“我们是以色列人。我们知道被石油勒索是什么意思。”
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