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燃料电池的第三宗罪:我称之为管理困难
管理困难是相对锂电池而言。燃料电池也好,液流电池电池也好,在管理上都比锂电池铅酸电池复杂一个纬度。如果我把锂电池定义为二维管理,即温度场和电场的话,那么燃料电池则是三维管理,即电场、温度场、流场。因此管理相当复杂。
有人把燃料电池的管理,称之为水热管理,这是很有道理的。举例说明,众所周知,燃料电池的反应是氢氧生成水,这个水就大有学问,首先水对于燃料电池来说是必须的,因为质子交换膜必须在湿润的环境下才能工作,而燃料电池的工作温度是60摄氏度,膜中的水分很难保持,需要人为加湿或者用反应产生的水来补充。这个水的量就很难控制了:如果水少了,膜会因为脱水而使电池内阻迅速上升,如果水多了,也会因为电极“水淹”使得电池放电能力迅速下降,正所谓多了不行,少了也不行。更何况电池的输出和环境温湿度也是在不停的变化的,如何在一个电堆中恰到好处的控制,困难之极。诸如此类,燃料电池从基因里带来的管理困难还有不少。所以,虽然燃料电池比锂电池的控制仅仅多了一个纬度,但是控制难度却多了几个数量级。
没有一种电池没有问题;也没有一种电池,能解决所有的问题。找到自己的应用场景,甚至多种电池联合使用,才是王道(老张,2014年某峰会)。
我很少参与锂电中铁锂与三元之争的嘴仗,因为永远没有结论。大家只是在维护商业利益,而不是技术之争。这就如同在争论学校的校医,和三甲医院的主治医师,哪个好一样。如果说强,主治医师必然获胜,但是校医不花钱、不排队、随时随地能给学校的孩子处理紧急或不太紧急的状况,所以主治医师永远代替不了校医,反之亦然。
这个例子,其实也就是说明了应用场景的重要。在我和别人说燃料电池更适合新能源汽车的时候,经常被人曲解。我从不认为锂电池不适合新能源汽车,而是锂电池不适用于所有的新能源汽车。在某一细分市场,可能更合适一些,比如现在正在热议的低速电动车。
在此,我想再多啰嗦一句:即使今天,那些被锂电池的“淘汰”的镍氢电池和铅酸电池仍在市场是大量的应用。虽然有短处,但是也必然会有长处,扬长避短,与市场需求磨合即可。因此锂电池的问题也没必要去回避,只要在自己合适的应用场景来发展,便会有很大的市场。
从形式上,燃料电池更适合于新能源汽车。但是技术上,还有很多问题要解决,而且是很难解决。燃料电池是最古老的电池,比铅酸的历史还要悠久。一百多年都没完成的事业,要想在几年内完成,还真是需要有两把刷子了。
科学是技术的天花板,只有科学进步了,天花板上移了,技术才有发展空间。但是科学不是发明,而是发现,需要准备,需要运气,更需要持之以恒。如果科学家都去做工程师的活儿了,天花板不动,即使齐天大圣一样的神通,再怎么折腾,也跳不出如来的五指山(这段是感慨,也是牢骚,看官请无视)。
最后,我想引用2006年某教授说的一句话作为结尾:“燃料电池肯定要火,但是是五年还是五十年,就不好说了”。如果当时看燃料电池的技术真要再等50年,那么以过去10年,我们可能还要再等40年。
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