红网时刻新闻4月21日讯(记者 龙真)加氢3分钟,续航600公里……近年来,作为新能源汽车的主要技术路径之一,“氢能汽车”正带给人们无穷的想象空间。
而在今年北京冬奥会期间,在延庆和张家口赛区,千余辆氢能大巴穿梭在赛场之间,让氢能汽车再次走到聚光灯下。
那么,氢能汽车的工作原理是什么?它与燃油车、电动车又有什么不同呢?
什么是氢能汽车
首先我们要了解什么是氢能汽车,氢能汽车是以氢作为能源的汽车。一般的汽车是以内燃机燃烧柴油或汽油产生的推力作为动力源,而氢能汽车包括氢内燃机汽车和氢燃料电池车,其中前者的动力来源为氢气在内燃机中燃烧产生的能源、后者则使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机,由电动机推动车辆。
氢能汽车的种类
氢能汽车主要分为两大类,氢内燃机和氢燃料电池技术。
氢内燃机
氢燃料电池技术
氢内燃机汽车的工作原理
氢气发动机的原理与燃油内燃机相同,是一种通过燃烧释放反应气体的化学能,通过气体膨胀做功的动力设备。
氢气内燃机其实并不是什么新鲜的概念,它的起步很早,可以追溯到19世纪中期。1841年,英国颁发了第一个用氢气氧气混合气工作的发动机的专利。
在所有的汽车品牌中,坚持研发氢内燃机技术的要当属宝马。1978年宝马就开始研究氢燃料动力,他们在1996年的世界氢能会议上展示了一款氢气内燃机汽车,随后在2000年德国汉诺威世博会上展示了用自家旗舰7系改造的750HL示范运营车队。
2007年,宝马推出了迄今为止氢内燃机汽车最接近量产的产品——Hydrogen 7。但最终结果我们也看到了,宝马现在将精力转到氢燃料电池方向。
以氢燃料为动力的宝马7系
而且氢内燃机有个弊端,那就是氢气在发动机内燃烧,虽然会生成水,但是也会和吸入的空气,在高温下产生一定的NOx。而且由于氢内燃机的温度更高,NOx的排放问题比起传统内燃机更加严峻。
氢燃料电池汽车的工作原理
氢燃料电池技术是目前各大车企的主流方向,工作原理就是将氢送到燃料电池的阳极,在催化剂的作用下,一个氢原子被分解成2个氢离子和2个电子,氢离子穿过质子交换膜,与氧气结合生成水,电子无法穿过交换膜,只能经过外部电路,被迫产生电流。
理论上来说,只要不断地给阳极输送氢气,给阴极输送氧气,就可以持续地产生电能。