用液态氢代替液态天然气,直接烧氢气岂不是比做成氢燃料简单?为何非要氢燃料电池?
氢气常温下是气态的,但如果你在车上储存气态的氢气(像现有油箱那么大的容积)车基本开不了多少公里。
增加氢气的储存量常见的有两种方式:加压降温将氢气压成液体,使用某种特殊合金与氢气结合形成氢化物,需要使用时再加热重新释放出来。
液态的氢温度很低在零下250度以下,在常温下它不断蒸发形成气态的氢从而流失,所以储存液态氢需要一个性能极其优异的绝热的抗压的特殊材质的容器,这个容器的成本就很高,但即便这样也无法彻底组织氢气的散失,有可能你的氢气车刚加了一大罐液态氢,你出了趟差回来就发现汽车没有燃料了,这岂不是很尴尬。
另外,对于我们普通车主来说,车内空间本就珍贵,谁愿意背着个大罐子在车上占用空间呢(液氢密度是水的1/15,45升水的容积才能装下3公斤多的液态氢,所以还是个大体积的罐子)。
储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。
这种合金的材质本就属于稀有金属,不易制作,成本高,所以更不好推广。
而氢燃料电池之所以成为发展方向就是因为它不仅具备氢燃烧无污染的优点,还具备了噪声低,效率高等优点,燃料电池的发电效率可以达到50%以上,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换,而且没有了制备成本高,储存困难等缺点,所以成为了首选。
前面几位答主回答的都很全面,我这里补充一点。
有很多人认为,氢气,尤其是电解氢实在太贵了。
确实,目前来说电解氢确实很贵,但是为什么电解氢这么贵呢?
能量是守恒的,用电电解水制氢,有多少电,制多少氢,为什么电解水制氢就会贵呢?
答案就是电解水过程中,有相当一部分电能被转化为热能,浪费了。
如图通过逆向燃料电池电解水,理论上可以将水100%的转化为氢气。
当固体氧化物燃料电池技术成熟后,电解氢的价格将会大幅度降低。
那时候才是氢能源真正到达普及的时候。
如今,我们之所以要推动氢能源,实际上就是在开拓氢能源这条道路。
在资本的帮助下,我们通过大范围的试错,来找到一条正确的,将水变成廉价氢气的道路。
相关资料细节,建议看看包信和院士在中科院院士大会的报告。
包信和院士 | 清洁能源科学基础与展望【2021中科院学部院士大会报告】氢能源将是未来的主要能源之一,它可再生,易于获取,是当今世界上最具潜力的绿色能源。
来源:知乎 风电氢能 氢启未来网