梅賽德思-奔馳氫燃料電池工作室
氫燃料電池車正在越來(lái)越有市場(chǎng)
傳統(tǒng)的燃料正在逐漸為可以恢復(fù)的能量源所取代，更強(qiáng)的能量機(jī)動(dòng)性是未來(lái)社會(huì)發(fā)展所需要的，同時(shí)也為現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)打下了基礎(chǔ)。這也就是為何戴姆勒·克萊思勒將能量機(jī)動(dòng)性作為研究的方向的緣故，在能量專家的的眼中，那些傳統(tǒng)的燃料始終都會(huì)被用盡�！皩�(duì)于運(yùn)輸行業(yè)來(lái)說(shuō)，原油基本上是現(xiàn)在燃料量產(chǎn)的唯一來(lái)源�！贝髂防铡た巳R思勒的托馬斯·維博博士表示，“于是我們現(xiàn)在正在呼吁另一種能量政策，當(dāng)然實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)需要很大的努力�！�
只需要滿足以下的三點(diǎn)，人們就可以獲得足夠的燃料：
- 駕駛系統(tǒng)能夠擁有更高的效率。在只能從舊能源之中獲得燃料的情況下，更加有效的使用燃料是必不可少的，同時(shí)還應(yīng)該降低二氧化碳的排放量。雖然可以再生的能量理論上是無(wú)限的，但是同樣需要注意適當(dāng)?shù)睦茫瑫r(shí)量產(chǎn)的成本不能太高。
- 盡少排放CO2。二氧化碳的排出會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)的惡化，在這種情況下，減少其排放是最有效的措施。這一點(diǎn)同樣也反過(guò)來(lái)要求人們使用更加清潔以及可重復(fù)利用的能源。
- 大量的使用可再生的能源。大量的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)讓世界上絕大部分的地區(qū)如今都在使用進(jìn)口燃油，使用可再生的能源能夠有效保護(hù)一次能源。
環(huán)保之路
能量結(jié)構(gòu)以及機(jī)動(dòng)性的概念不是一個(gè)晚上就可以改過(guò)來(lái)的，這也就意味著環(huán)保的發(fā)展策略需要從短中長(zhǎng)三個(gè)方面來(lái)著手，并且改造者需要有足夠的耐性，因?yàn)闋可娴降姆矫嫣珡V了。類似戴姆勒•克萊思勒這樣的汽車制造商是不可能一力承擔(dān)這樣的責(zé)任的，他們要做的僅僅就是改善傳動(dòng)系，讓車子排出的廢氣更少，同時(shí)還有為市場(chǎng)帶來(lái)更新的概念，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。當(dāng)然，如果真的要實(shí)現(xiàn)最后的目標(biāo)，還有很多的事情要做。譬如說(shuō)，燃料制造者以及能源公司必須提升自己產(chǎn)品的質(zhì)量，開(kāi)發(fā)更具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的新燃料。這是由于無(wú)論如何優(yōu)化的駕駛系統(tǒng)也不能完全在燃料不配合的情況下發(fā)揮最好的功效。燃料制造者和相關(guān)的技術(shù)人員需要逐步擴(kuò)大再生能量的生產(chǎn)，同時(shí)也要優(yōu)化生產(chǎn)步驟，讓這樣的燃料質(zhì)量更好，價(jià)格更廉。最后一點(diǎn)，政府必須為這些新能源的使用鋪墊好道路。
雖然一百多年以來(lái)，人們都在不斷的追求著這方面的進(jìn)步，但是顯而易見(jiàn)，現(xiàn)在在燃燒室的燃燒效率以及減少?gòu)U氣排放方面，仍然還是有著很大的改進(jìn)余地。開(kāi)發(fā)者們每推出一款新的引擎，就又一次的證明了這一點(diǎn)。如今有了合成燃料，引擎開(kāi)發(fā)者們就有了更多的選擇來(lái)創(chuàng)新和進(jìn)步，例如使用混和動(dòng)力燃料之類。
對(duì)于清潔燃料長(zhǎng)期方面的改善，沒(méi)有比采用氫燃料電池更為妥善的方法了。但是對(duì)于這一點(diǎn)的研究，克萊思勒公司還只能說(shuō)處于剛剛起步的階段。
氫燃料電池:從F600 HYGENIUS開(kāi)始
- 氫燃料電池的驅(qū)動(dòng)效率是最高的，性能良好，范圍廣，同時(shí)能夠冷啟動(dòng)
- F 600 HYGENIUS的出現(xiàn)，使得將研究用的科技變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的系列產(chǎn)品成為可能
在去年十月份的東京車展之上，戴姆勒•克萊思勒就首次展出他們的氫燃料電池車： F 600 HYGENIUS。為了制造這款4座的車子，工程師們動(dòng)用了很多以前的經(jīng)驗(yàn)，例如在制造A-Class F-電池車時(shí)候的經(jīng)驗(yàn)。
F 600 HYGENIUS的氫燃料電池之中使用的創(chuàng)新科技包括：
- 新開(kāi)發(fā)的燃料箱，能夠儲(chǔ)存壓強(qiáng)達(dá)到700巴的液體氫，超過(guò)以前的350巴的壓強(qiáng)一倍。這樣一來(lái)車子就可以容納下4公斤的氫，同時(shí)使用一箱液態(tài)氫就可以讓行駛距離超過(guò)400公里。
- 氫燃料電池采用了新的隔膜技術(shù)以及由中空纖維制造的保濕系統(tǒng)。這兩者都能夠讓加熱以及水的處理愈加精確，也就確保了過(guò)程之中不回出現(xiàn)液態(tài)水。因?yàn)橐簯B(tài)水的積累在寒冷的冬天很有可能讓冷啟動(dòng)變得困難— 但是 F 600 HYGENIUS就能夠輕易的在較低的溫度下啟動(dòng)，最低達(dá)到設(shè)施零下25度。
- 在車子的后軸上有一款恒時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)的同步電機(jī)可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)，相比其前輩，這款電機(jī)更小更強(qiáng)勁。
- 車上的鋰電池能夠釋放出平均30千瓦的能量，最大可以達(dá)到55千瓦，相比以前的鎳氫電池，輸出要大一倍。
- 新款的雙極盤(pán)不再由石墨構(gòu)成，而是用僅為0.15毫米厚的金屬箔制造。金屬能夠提高氫燃料電池的傳導(dǎo)率以及延長(zhǎng)壽命。
- 車子使用了新的電動(dòng)增壓機(jī)來(lái)為氫燃料電池供氧，這個(gè)增壓機(jī)只是原來(lái)的三分之一大小，質(zhì)量也只是以前使用螺旋壓縮時(shí)候的七分之一。
配合其他的創(chuàng)新科技，F 600 HYGENIUS的燃油經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)出色，百公里消耗的液態(tài)氫僅為 2.9升。
有著明確目標(biāo)的測(cè)試
因?yàn)?/SPAN>F 600 HYGENIUS是一款實(shí)實(shí)在在的成品，所以研究者以及開(kāi)發(fā)人員經(jīng)常需要駕駛其外出，以便獲得更多的資料來(lái)改進(jìn)自己的氫燃料電池。他們采用了很多方法來(lái)測(cè)試電池的功率輸出以及燃料消耗，考慮得非常周詳。
“不管怎么說(shuō)，我們希望這個(gè)系統(tǒng)能夠更加完美——而最好的測(cè)試方法，就是將它裝在車上，然后開(kāi)到路面�！必�(fù)責(zé)氫燃料電池系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的安德力司·道科特博士表示。F 600 HYGENIUS的路測(cè)還有一個(gè)目的，那就是為未來(lái)的B-Class F-電池車開(kāi)辟道路。現(xiàn)在擺在眼前的問(wèn)題包括：僅僅使用高電壓的電池或者此類氫燃料的電池有沒(méi)有必要？在什么樣的條件下才需要兩種能源一起動(dòng)作？什么時(shí)候在這兩種模式之間切換才是最合適的？當(dāng)然，在考慮這些問(wèn)題的同時(shí)，科學(xué)家們同時(shí)也要顧及到動(dòng)力，燃料消耗以及功能性和安全性的問(wèn)題。
簡(jiǎn)單的組件以及更低的價(jià)格
為了能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，戴姆勒•克萊思勒對(duì)自己的工程師隊(duì)伍下達(dá)了明確的目標(biāo)：首先，氫燃料電池整個(gè)系統(tǒng)必須做得簡(jiǎn)潔，組件數(shù)目不可以太多。組件數(shù)目越少，也就意味著出錯(cuò)的幾率更小。另一個(gè)目標(biāo)就是讓已有的組件體積更小，節(jié)約空間以及降低重量。最后，工程師們需要盡可能的延長(zhǎng)氫燃料電池組件的壽命以及能量密度，然后再開(kāi)始量產(chǎn)。公司設(shè)定了幾個(gè)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，要努力的不單單只是汽車制造商，還有一些主要的供應(yīng)商。
氫 (H2)——用來(lái)釋放能量的元素
氫氣已經(jīng)被運(yùn)用于能量源方面好些年頭了，它同時(shí)也是食品廠以及電子廠的工業(yè)廢氣之一。譬如說(shuō)，在一些精練廠的工藝過(guò)程之中，氫氣就會(huì)被釋放出來(lái)。當(dāng)然同樣的它也有可能是在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的副產(chǎn)品，比如在氯的生產(chǎn)之中，將會(huì)分解出這一元素，但是人們往往將其經(jīng)濟(jì)性忽略而白白燃燒掉。每年人們產(chǎn)出的氫氣高達(dá)4500萬(wàn)噸，其中有95％的來(lái)自一次能源如天然氣以及原油。
為什么我們要選擇氫氣?
使用氫氣本身并不算什么新穎的做法，但是作為二次能源來(lái)進(jìn)入消費(fèi)者的市場(chǎng)，這才是戴姆勒•克萊思勒所追求的 。
氫氣已經(jīng)被證明是理想的二次能源，當(dāng)其作為氫燃料電池車的燃料之時(shí)，其產(chǎn)生的能量效率是現(xiàn)在的傳統(tǒng)汽油燃料或者柴油燃料的兩倍，這樣的功效是無(wú)論怎么改進(jìn)引擎也無(wú)法超越的。
退一步來(lái)說(shuō)，即使我們將一次能源考慮進(jìn)來(lái)，氫燃料電池驅(qū)動(dòng)在廢氣排放方面依然表現(xiàn)出色。氫燃料電池車使用壓縮液態(tài)氫，并且可以輕松實(shí)現(xiàn)0廢氣排放。如果氫氣本身就是來(lái)自于可再生的能量源，那么在這一環(huán)之中，同樣也是對(duì)大氣沒(méi)有污染的。
石油可以說(shuō)是現(xiàn)階段之中汽車最主要的能量來(lái)源，并且無(wú)法持續(xù)太長(zhǎng)的時(shí)間。其中包括幾個(gè)方面的原因，如本身的儲(chǔ)備有限，價(jià)格高昂，同時(shí)大部分擁有原油的國(guó)家都屬于政治不穩(wěn)定的狀態(tài)等等。而氫燃料的出現(xiàn)，開(kāi)辟了汽車燃料的一個(gè)新局面。比如說(shuō)，可以運(yùn)用天然氣重組來(lái)得到，或者是利用生物來(lái)獲得而不產(chǎn)生二氧化碳。更重要的是，氫氣可以從煤之中獲得。
有效性以及價(jià)格
中立派的專家們相信，全世界可以獲得的I“免費(fèi)”氫 (類似現(xiàn)在還沒(méi)有被利用到的)完全足以應(yīng)付100萬(wàn)顆氫燃料電池的需要。當(dāng)然，如此龐大的產(chǎn)量也已經(jīng)足夠這樣的能源概念普及到人類社會(huì)了。根據(jù)產(chǎn)品使用的科技以及生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力，估計(jì)現(xiàn)在每生產(chǎn)一千克的氫氣需要的成本為2至5歐元 (同樣的價(jià)格可以生產(chǎn)接近3生的柴油燃料)。從現(xiàn)在開(kāi)始到 2015年之間的一個(gè)目標(biāo)，就是將每公斤氫氣的制造成本降低到2～3歐元，讓氫氣的價(jià)格可以媲美現(xiàn)在的燃油。而另一個(gè)目標(biāo)，就是加速世界范圍內(nèi)氫氣燃料車的推廣，如此一來(lái)可以增加從可再生的燃料之中分離的氫氣的使用量。
很難預(yù)計(jì)這種燃料最后的售價(jià)會(huì)是多少，僅僅在2到3年以前，相信也沒(méi)有人能夠預(yù)計(jì)到原油的價(jià)格會(huì)上升到今天這個(gè)地步——75美元一桶，那個(gè)年頭的原油價(jià)格僅僅是現(xiàn)在的三分之一。不過(guò)我們基本上可以預(yù)計(jì)到在接下來(lái)的數(shù)年之內(nèi)，由原油提煉而成的燃料價(jià)格會(huì)持續(xù)上漲，問(wèn)題僅僅是上漲的幅度大小而已。而原油本身的供應(yīng)來(lái)源也在不斷的減少，人們甚至可能要利用到油巖或者是油砂來(lái)獲取原油。理所當(dāng)然的還有產(chǎn)油地的政治因素，同樣會(huì)給價(jià)格造成相當(dāng)?shù)挠绊憽２贿^(guò)，可再生的燃料讓我們看到了希望，類似太陽(yáng)能以及風(fēng)能之類，這些都是取之不盡用之不竭的能源，所以價(jià)格不會(huì)受到太大的波及。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，在未來(lái)取自于原油的燃料將會(huì)越來(lái)越貴，而可以再生的能源中獲得的燃料將會(huì)價(jià)格下跌，氫燃料電池 同樣會(huì)在未來(lái)的車輛之中扮演重要的角色。
