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二是金属铂的稀缺。在氢燃料电池发电过程中需要用到金属铂作为催化剂。这是一种比24K金更贵的金属,产量少,价格高,所以大规模生产氢燃料电池,铂就是瓶颈之一,且完全没有规模化后成本减少的效应,反而需求越多越贵。
三是加氢站高昂的建设成本也决定了其在短时间内难以大规模铺开。以日本为例,一座加氢站的建设费用平均在4.6亿日元(合人民币2364万元)左右,日本政府最高补贴2.8亿日元(合人民币1439万元),那么除去政府补贴,建造一座加氢站的成本约为人民币925万元。而建设一座普通的加油站仅需200万元。
“目前燃料电池技术已经可以迈入实用化阶段,但加氢站的建设成本将成为一道难关。虽然日本极力推广氢燃料技术,但离真正的产业化还具有相当的一段距离。”863计划节能及新能源汽车重大专项总体专家组成员肖成伟如是说。
铝空气电池:锂电池的后备军
3000公里的旅程,驾驶纯电动汽车,能源成本或许会大大下降,这在理论上是可行的。目前,美国铝业公司与以色列Phinergy公司展示了这样一种具有超级续驶能力的电池技术:100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量,这种电池无需充电,也无需加注任何燃料,只需每月加注清水即可。相比之下,特斯拉ModelS的电池重量超过500公斤,而行驶里程却不到500公里。
铝空气电池并不是传统意义上用于多次存储电能的电池,而是一种释放电能的化学反应装置。它的工作原理是活性金属在水中发生氧化反应释放能量的过程——通过电解液及特殊的电极材料,将释放的能量以电能的形式输出。
所谓“只需加注清水”是针对在电池的生命周期内而言,其本质上消耗的物质是铝,而不是水。金属铝通过不断被氧化生成氢氧化铝,从而产生电能。100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量,行驶完3000公里后,电池的寿命就结束了,需要重新安装,即补充金属铝。
眼下,除了铝空气电池以外,类似的还有锌空气电池、镁空气电池等,它们的区别在于根据不同金属的活性(在水或空气中发生氧化反应的剧烈程度)不同,所使用的电解液及其他辅助材料略有不同。铝空气电池长时间没有得以在电动汽车领域推广应用,也是因为存在许多技术上的短板。
首先,铝空气电池储能能力虽不容小觑,但在能量保存方面却漏洞百出。每一个铝空气电池在出厂时背面都贴有封条,电池本身能量保存的奥秘也在于此:在封条完整的情况下,其存放一年后电量仍能保存95%,一旦揭下封条,空气就会进入并引起化学反应,即使不使用电池,3—12周之内能量也至少会下降50%,而此时即使再贴上封条,其中的能量也会持续快速自消。
其次,虽然目前也有利用铝空气电池在汽车上小范围试用的例子,但动能测试结果却不尽如人意——铝空气电池驱动的汽车最高时速仅为60公里,由于功率不足,基本的爬坡、加速功能完成得也都比较吃力。
如此说来铝空气电池就一无是处吗?其实不然,铝空气电池恰恰可以弥补锂电池续驶不足的尴尬。据悉,有相关部门正在研发让车辆能够根据实际路况和车速的不同,灵活选用不同的电池组合加以应对的系统。如果车辆以每小时30至40公里的速度行驶在路况较好的路面时,就使用铝空气电池,而碰到爬坡上坎的路面时,就切换到锂电池提供电力。
从业内人士观点来看,目前,在汽车领域,以特斯拉为代表的锂电池短期应该还是主流,未来的发展方向是在现有电池基础上,增加燃料电池,形成“燃料电池+蓄电池”的混合车载电源。
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