燃料電池成功率50%商業化舉步維艱
跨世紀的電動汽車研發項目中,數氫氧燃料電池最為熱門也最受重視,也被各國領導人所關注,尤其在美國的受重視程度不亞于“曼哈頓工程”和“阿波羅計劃”?,F今美國在這一領域取得了絕對的優勢,但商業化日程一再推遲,究其原因是制造成本、氫燃料的供給這兩大因素,這將困擾這一產業的發展,也決定了這一產品能否形成商業化、產業化。然而,各國政府、企業、研發者均未放棄,期望有一天突破圍城取得成功。
燃料電池不是電池,它實際上是一套氫氧發電裝置。如果氫源不是純氫而是由汽油、甲醇等碳氫化合物經改質器分離出純氫供發電,那么改質器實際上是一套化工反應裝置。車上裝了一個“化工車間”和一個“發電車間”,它能簡單嗎?成本能低嗎?再加上鉑催化劑和進口膜、高壓氧氣泵,想降低成本難!而且需要鑰匙一擰車輛就能啟動,且要求在數秒鐘內由0KM加速至100KM以上,這要由改質器分離氫氣再發電,且電機功率為15KW-20KW,那么大的電能在鑰匙一擰之間發出來嗎?不可能!這就有了鋰電池加燃料電池的混合動力汽車這個怪物出現,能實用嗎?能產業化、商業化嗎?
燃料電池的出路在于簡單,惟有簡單才能實用、才能普及,否則只能是樣機。如何才能簡單:一是思路改變,二是技術的改進和突破,三是材料替代,四是氫氧供應系統常溫常壓下工作,這對氫氧供應就容易了。如果做不到簡單,將來的車輛駕駛員、維修者都得研究生水平才行。最后是氫氣加注問題、氫氣泄漏及安全性問題都是市場化、實用化的前提。它們無法跨越。
燃料電池及汽車發展至今天,人們展望其產業化、商業化前程如何、成功率多大,筆者認為50%。對此繼續力托“氫經濟”者有之,反對或建議停止,放緩研發速度者也不乏其人,爭得不可開交。其實不緊不慢、不棄不離也許較為合理,按技術發展規律辦。
許多新科技研發進程也富有戲劇性,上世紀八十年代比燃料電池更熱門的超導技術、現在是沒有人們所希望的那樣立即實用,原因是常溫超導材料還沒找到,再者磁流體發電、磁制冷、聲波制冷、半導體制冷等都沒有出現人們期望的奇跡,但研發者不應放棄,再有電流變技術,核聚變發電和當下也十分熱門的納米技術都需要進一步研究。磁懸浮列車也只有示范尚未有商業化運營的線路。有的甚至有如“雞肋”,但怎忍心放棄呢?也許我們心急了點。
當然,燃料電池汽車示范是沒有問題的,在特定場合(如公交線路),有加氫設施的地方可以使用,若用金屬氫化物貯存氫氣,在15℃以上是可以正常釋放氫氣發電的,要在常年平均氣溫在15℃-20℃的地區使用,那么在東南亞、北緯30°以南地區是完全適用的,且氫氣貯存十分安全。在宜駛的區域示范運行是商業化、產業化的第一步。
國家“九?五”、“863”計劃的“氫氧燃料電池汽車項目”啟動初期,我們與中科院大化所曾共同商定過:用于電動摩托車的1kwh以下的發電堆,金屬儲氫材料儲氫器。就是在常溫下放氫的安全裝置,但由于前者一直未形成產品,故此項目不了了之。
根據去年美國《每日科學》網站的報道:美國科學家已研發出一種方法把鋁鎵合金丸加上水就會產生純氫,使燃料電池發電或內燃機燃燒?;蛟S為此開辟一個新的制氫路子,使原來困擾人們的難題能得以有效解決,使燃料電池盡快商業化、產業化。