qweasjd 发布于2024-10-09 06:08:28 汽车节能 14 次
大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于汽车电解水节能系统的问题,于是小编就整理了2个相关介绍汽车电解水节能系统的解答,让我们一起看看吧。
电解水制造氢气不节能是因为电解水需要消耗大量电能,且电解水工业化还处于发展阶段,仍有许多问题需要处理。
比如,通常电解槽需要高纯度的淡水***,直接用海水会导致电极腐蚀和效率降低,而电解海水的氯碱工业需要更高的电压来实现氢气的制备,如何实现电解海水将极大地推动电解水工业化的步伐。
现有的工业化电解制氢方法主要有两种:碱性电解水制氢,聚合物电解质电解水制氢。
前者通常使用较廉价的电极材料,但工作电流较低,镍钴铁复合材料作为阳极,镍基材料作为阴极,高浓度的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为电解液,工作温度为60-80度,工作电流为0.2-0.4A/cm2,氢气产生量为<760Nm3/h。
后者由于酸性环境通常使用贵金属作为催化剂,但工作电流较高,氧化铱作为阳极,铂作为阴极,工作温度为50-80度,工作电流为0.6-2.0A/cm2,氢气产生量大约为30Nm3/h。
燃料电池淘金客做过用过很多,曾经给多个项目配套。首先说燃料电池和锂电池并不冲突。以燃料电池为AIP辅助动力,德国已经实现了。但燃料电池技术先进的日本并没有采用,甚至连AIP***动力都还是用的斯特林发动机,现在连斯特林发动机都取消了,全锂电池。这是因为几种电池的特性很不一样,下面来展开讲一下。
发展了几十年的锂电池,相对来说技术风险很小。相比之前潜艇上用的铅酸电池来说,锂电池的优势首先是能量密度大,特斯拉用的单节锂电池能量密度高达280WH/公斤,是铅酸电池的好几倍。换句话说,原本上世纪80年代先进常规潜艇的水下性能是20节最高速续航1小时,4节静音航速24小时左右,现在可以翻好几倍,已经达到了传统AIP动力的4节水下潜行一周的标准,而技术上呢,基本就是把铅酸电池替换掉,技术风险非常小。
跟燃料电池相比,锂电池的优势在于功率密度大!德国212、214级潜艇上的燃料电池,都只有不到300KW的功率。而锂电池的能提供的功率要比这大几十倍!也就是说,目前德国的燃料电池系统只能做AIP***动力,提供水下低速潜航的动力。而锂电池完全可以作为主动力,即使以20节冲刺,也完全不在话下!
另外锂电池不用储存、补充氢气和氧气,这也是对比燃料电池的重大优势。
有答主提到锂电池的安全性,这是对潜艇动力不太了解,事实上锂电池不说比铅酸电池更安全,至少也是各有所长的。铅酸电池在储存、放电时会产生少量的氢,这是很危险的,所以潜艇用电池还要配酸液循环系统和搅拌系统,少产生一些氢,还要及时处理已经产生的氢。如下图。而锂电池完全不用担心这个问题。
锂电池的危险在于热管理,尤其是在大功率放电的时候,但事实这在水下并不算困难,海水本来就可以用来冷却,只是要注意盐份结晶堵塞管道。苍龙这么大规模使用锂电池,热管理系统是必须的,这也是技术核心!
燃料电池并不是没有优势的,它的综合能量密度很高。这里用“综合”是有用意的,考量燃料电池系统的能量密度,要把发电的燃料电池模块、储能的储氢装置(如下图,潜艇上的储氢系统)两大部分的重量全部算上去!如果只是满足低速潜航的需求,发电的燃料电池模块可以做小一些,氢气可以多装一些,算下来综合能量密度达到700WH/公斤是没有问题的,再挤一挤做到锂电池的3倍也是有可能的。
现在题主应该可以明白,为什么燃料电池适合做AIP?如果用燃料电池提供潜艇的最大功率需求,发电的电池本身会很大很重,综合能量密度和锂电池相比就不划算了!至于成本,什么铂的用量,这在军用领域根本就不是什么大问题。另外一个缺点,燃料电池需要补充氢气和氧气,这对后勤、港口的要求比较高。
单从性能上讲,锂电池和燃料电池搭配形成“电-电”混合是最好的,锂电池提供冲刺速度,燃料电池提供长的续航时间。但是,这样一来系统就更复杂了,造价高、技术风险大。
首先日本丰田的燃料电池技术的确非常牛,几年前就把113KW的燃料电池组装进小小的乘用车了,反观德国214级潜艇,也就是两组120KW,跟丰田的大客车(如下图,装了2组113KW的燃料电池)功率差不多。但是,车用和潜用燃料电池不完全是***事!车用的用空气,潜艇上用的是自身携带的氧气!两种电池在设计思路上差别很大!车用电池牛,不代表潜用电池纯氢电池技术也牛!
到此,以上就是小编对于汽车电解水节能系统的问题就介绍到这了,希望介绍关于汽车电解水节能系统的2点解答对大家有用。
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