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并不全是骗局青年汽车的水制氢技术究竟是咋回事?

作者:admin 2019-06-01 01:24阅读:

  虽然只是一条小新闻,但却被各个汽车自媒体还有网络大 V 们刷爆了朋友圈和微博。这些媒体人在没有真正深入了解这项技术的时候,就在信口开河地调侃讽刺,无不体现出键盘侠的无知。

  虽然只是一条小新闻,但却被各个汽车自媒体还有网络大 V 们刷爆了朋友圈和微博。这些媒体人在没有真正深入了解这项技术的时候,就在信口开河地调侃讽刺,无不体现出键盘侠的无知。直到我看到一位我非常敬佩的新晋“网红”《李永乐老师》,在其最新一期的视频内容中用物理和化学原理,论证了水制氢用于车辆的可行性。这才是我在近几天见到的对该技术最客观、最有公信力的的解读。即便这样,李永乐老师的视频中仍有两项错误解读,导致李永乐老师的个人观点觉得该技术不见得可行,但他毕竟不是从事汽车专业研究的,可以理解,所以本期我来为大家解读水制氢技术是怎么回事。

  在青年汽车创始人庞青年公开的采访视频当中可以看到,他从头到尾只在说这是水制氢技术,但并未提到这项技术跟铝有什么关系。所以很快的,就导致了媒体开始误读。有媒体认为这是新时代的“水变油”骗局。

  “水变油”技术 90 年代曾经骗取国家投资数十万元,但其中并没有化学原理支撑,只是在水中加入了少量汽油、高锰酸钾等易燃物质,这样就造成了把水加入到车辆当中能打着火并且行驶的假象。后来地方政府支持的城市让公交车大量使用这项技术,导致车辆行驶里程受到了极大的限制,并且由于大量水的存在,发动机在水的侵蚀下生锈并提前报废,才让这个骗局公之于众。所以说这种“技术”确实是一个骗局,因为它的主要成分还是水。

  所以,此次青年汽车公布的水氢技术,让媒体同行们很容易联想到 90 年代的骗局,并且很多人会认为是通过电解水产生氢气再用于车辆的行驶。懂得最简单能量守恒常理的人都能知道这是不可能实现的,因为电解水需要的电能比产生氢气后能够提供的电能要大得多。所以这是不可能用在汽车上的,只能用在工业上。

  我在半年之前的专栏《“汤叔解惑”燃料电池技术的新突破,固体粉末制氢技术》中就介绍过这项技术。这项技术的本质是利用铝跟水发生反应,产生氢气和铝氧化物从而得到氢气的手段。李永乐老师的视频里详细描述了这个化学式以及计算了每制造一个体积的氢气需要消耗的铝的重量。

  按照李永乐老师的算法,在完全反应的情况下每产生1 kg 氢气需要消耗9 kg 铝,而每千克铝的市场价格为 15 元,所以每千克氢气的制取成本为 135 元。但是后面的算法就不对了,他用 1 kg 氢气燃烧产生的热量与汽油类比,得出了1千克氢气相当于 3 千克汽油热值的结论,但水氢汽车并不是把氢气用于活塞式发动机燃烧,我们知道活塞式发动机燃烧效率通常只有 30% 多,有70 %的能量变成热量散发掉了,所以这个效率是极低的。青年汽车的水氢发动机采用的是燃料电池堆发电,也就是说用铝水反应制取的氢气通入到燃料电池当中直接发电,然后再用电力驱动电机使得车辆行驶。这个转换效率要远远高于直接用活塞式发动机燃烧氢气获得机械能的效率。所以 1 kg 氢比 3 kg 汽油带来的续航里程要高得多。

  以众所周知的燃料电池车丰田 Mirai 为例,它有两个储气罐,一共能够携带 5.5 kg 的氢气,并且在最严苛的美国EPA标准下能够续航 502 公里,也就是说相当于 1 kg 氢气能够行驶 100 公里,如果换算成 NEDC 标准甚至等速续航标准,续航里程可以达到 1 000 公里也就是说 1 kg 氢气可以驱动汽车行驶接近 200 公里。这远远比 3 kg 汽油驱动汽车的行驶里程长。如果换算成成本,相当于 135元的铝(水的成本忽略不计)可以驱动车辆按照 NEDC 标准行驶大约 200 公里,而依靠燃烧汽油来算的线 公里,每百公里油耗 8 L,每升油价 8 元,大约需要 128 元。这样看下来,铝制氢然后通过燃料电池驱动汽车的“耗材成本”与燃烧汽油的成本基本上相当了,如果算上汽油未来价格持续提升那么从成本上来说甚至更有优势。

  基于上文的算法,铝水制氢系统的使用成本,只能说与烧汽油相当,并没有什么成本优势,但更重要的还在后面。青年汽车这项技术最核心的是铝水反应催化剂。在催化剂的帮助下,反应速度可以极快也可以极慢,完全可以受控。并且,发生反应后除了产生氢气以外还会产生三氧化二铝而不是氢氧化铝。也就是说反应产物不是李永乐老师说的像浆糊一样的氢氧化铝,而是高纯度的三氧化二铝粉末。这种粉末是用来制造人工蓝宝石的材料,市场价格极其昂贵(以克计算单价)。

  所以,如果算上反应产物回收产生的价值,那么氢气的制造成本就可以降得很低了。能降到多低呢?如果整个生态系统能够建立,那么经过计算每制造1 kg 的氢气,成本可以降低到 25 元。这就意味着每行驶 200 公里只需要花费25块钱,即便按照 NEDC 的工况法,每行驶 200 公里也花费不会超过 35 元。这与燃烧汽油需要花费上百元相比,已经远远降低了使用成本。这也是庞青年在视频中说到的,反应产物会回收到专门的容器当中,用户只需要把容器取下交给回收公司即可。

  铝水制氢技术并不是 90 年代的水变油骗局,它是由化学公式以及生态系统支撑的新型环保科技。其中的核心技术是催化剂配方(通过不同配方的催化剂来控制反应速度)。并且反应材料并不需要高纯度的铝块,而是金属铝粉或者铝合金粉末,铝的纯度不高,里面夹杂合金材质更有利于发生化学反应。最重要的一点就是氧化反应物只要能实现回收,就能产生极大的经济效益。庞青年在视频中没有说的很详细并不是他不了解,而是很多东西目前还不能完全公开,否则很容易被人抄袭。

  采用这项技术的好处不言而喻,除了成本上的优势以外,水和铝合金粉末是便于携带和储存的原料,安全无毒、容易获取。从制造运输到储存相比纯氢气都要由更明显的优势。除了可以应用在汽车产业还可以应用在 UBS 电源产业,这可不仅仅只是给电脑供电的 UBS ,也能够实现给整栋楼房提供不间断电源、甚至广泛应用于电力行业等。由于反应速度可以通过催化剂来调节,最快反应速度可以在瞬间释放大量氢气,甚至可以用于制造鱼雷推进器。当然,这项技术目前还在推广阶段,面临的最大问题就是成本。因为现在只是在试制阶段,所以每千瓦功率的铝水反应堆和氢燃料电池反应堆的成本接近 1 000 块钱人民币,所以如果制造一台 70 千瓦(接近 10 0匹)的车载设备,这套系统的成本需要 60 多万元,但是随着大规模生产,相信成本能够得到极大的降低。

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