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[车友头条-车友号-玩车教授] 近日,长安CS75、东风风神相继曝光了氢燃料电池新车申报图,在以纯电动汽车为主的国内新能源车市场,长安、东风两家车企为什么要特立独行?氢燃料电池汽车国内外发展现状如何?和传统锂离子电池相比,到底谁才是未来方向?
因为氢气可以通过电解水而得到,所以氢燃料电池汽车一度被神化,神奇到加水就能跑。但现实中的氢燃料电池汽车工作原理可没那么简单。
传统燃油车通过燃料直接燃烧做功,为车辆提供动力;而氢燃料电池汽车虽然有“燃料”二字,但却不是利用燃料(氢气)燃烧来获取能量,而是以氢燃料电池产生的电能为电机供电,通过电机来驱动车辆。
燃料电池是利用氢气(H2)和氧气(O2)发生化学反应过程中的电荷转移来形成电流,本质是水电解的“逆”装置,主要由阳极、阴极、电解质三部分组成,其中氢电极为阳极、氧电极为阴极。
氢气进入燃料电池的阳极后,在催化剂的作用下,一个H2(氢分子)解离为2个H+(氢离子),同时释放出2个电子。
而在电池的另一端,氧气进入电池阴极后,在催化剂的作用下,氧分子(O2)和氢离子(H+)与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水(H2O)。
而在化学反应的过程中,为了让电荷(电子)在外电路移动形成直流电,所以这一过程最关键的技术就是利用特殊的“电解质薄膜”将氢离子(H+)和电子分离开。氢离子体积小,可以穿越薄膜孔洞,被吸引到薄膜另一侧与氧分子结合。而电子则无法穿过薄膜被剥离出来,最终通过外电路形成直流电。
所以只要源源不断地向燃料电池注入氢气和氧气,就可以连续输出电流。
从上文我们了解到,氢燃料电池的主要原料为氢气和氧气,其中氧气很好获得,空气中就含有大量氧气;但氢气的制取就很复杂,而且氢气在常温常压下,是一种极易燃烧的气体,存储和运输都是一个技术难题。
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