氢燃料电池是不是和电动汽车中锂电池制造一样使用的铜铂原材料的?
氢燃料电池与电动汽车使用动力电池性质不同、作用也不同,燃料电池材料以铂为主。
氢燃料电池不是储能电池或动力电池,电池又称之为化学电源,作用通过化学能转换为电能的装置,简单理解为消耗一种物质产生电能;电动汽车使用的是可以反复利用的化学电源,通过电网获取电能进行两次化学反应,让电在电池中完成形态的变化和输出。而氢燃料电池等于普通化学电源的简化版,运行的原理是通过加入化学物质(氢)在电池中的催化剂作用下分解为氢离子,之后进入电解质与正极的氧气发生反应产生电能。
可以把直接循环充放电的化学电源理解为高度集成的成品电池,燃料电池是半成品需要不断补充化学原料才能发电的“发电器”,两者的区别是很明显的。而且由于燃料电池汽车使用的“发电器”不能储电,所以这种车仍需要配备与普通电动汽车相同的可循环充放电的储能电池(动力蓄电池)。
不过直接加注液态氢可以远远不断的发电,加注液态氢的速度也要比直接充电更快,所以理论上还值得研究。但使用这种结构的车严格的定义应该是:氢能源增程式电动汽车,属于混动车范畴,与纯电动汽车是两类车型。
氢燃料电池由于氢离子与氧在正极反应,正极则需要一种不会与氢气发生反应的材料制造,在海外结构验证后目前使用的主流材质为【铂】,也就是俗称的白金,其次石墨烯也是研发方向。但这两材料也是严重制约氢燃料电池普及的核心,原因是成本太高。
单组燃料电池使用的铂接近20克,按照350元的价格计算仅制造电池正极的成本已经高达7000元,整组电池的成本会高到离谱;高纯度石墨烯一般的也要几百元一克,超高纯度可以高达四位数每克,高昂的制造成本决定了很难普及。
***设普通小型代步车的一组燃料电池堆的成本2万元,按照2019年三元锂电池的价格走势判断可以为电动汽车增加17~19kwh容量,铁锂电池可以增加20kwh左右,对于同级纯电动汽车而言这可以增加200公里左右的续航里程,所以纯电动汽车没有必要依靠燃料电池增程。
其次在使用方面氢燃料汽车的成本也会很高,利用常规能源制氢其纯度不够高会导致燃料电池的使用寿命缩减;二次提纯制造成本水涨船高,同比汽油氢燃料汽车使用成本会更高。而使用电解水制氢会高到离谱,接近60kwh的电能制造一公斤氢、一公斤氢仅能驱动车辆行驶100公里左右,但同样60kwh的电直接充入电动汽车可以行驶400公里以上。
所以氢燃料电池增程是汽车制造成本过高、使用成本也过高,这两点不足是这种车难以普及的最大障碍。普通电动汽车使用的电池材料有锂、镍、钴、锰、铁以及少数类型使用钛,这些材料的制造成本远低于使用铂的燃料电池汽车,所以普及的电动汽车会是这种形态。
至于车辆实时发电的增程器使用内燃机的制造成本和能源的成本低于燃料电池和氢,所以大巴重卡多为内燃机式增程器;氢燃料电池汽车还是在理论研发试验的阶段,没有一种成本足够低的正极材料以及低成本制氢的方式,这种车注定不能普及。
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丰田燃料电池汽车降价会超越特斯拉吗?燃料电动汽车为何难普及?
1-燃料电池具有无污染,零排放能量密度高的优势被认做未来能源终极产品,目前与特斯拉为代表的锂电池电动汽车比技术还不成熟,暂时不会替代。2-燃料电池汽车面临的主要挑战
车辆成本
现在只有少数型号在欧美国家应用,而且可用性仅限于有氢燃料站的地区,美国燃料电池汽车大多数集中在加利福尼亚州。
FCV目前比传统车辆和混合动力车更昂贵。然而,成本已经显著降低,并且正在接近美国能源部2020年的目标(见图)。汽车制造商必须继续降低成本,尤其是燃料电池组和储氢装置的成本,使FCV能够与传统汽车竞争。
氢气供应