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燃料動力電池有什么方面的優(yōu)勢和不足?

鉅大LARGE  |  點擊量:764次  |  2021年01月14日  

優(yōu)勢


1.當邊界是地球上的人類社會時,關(guān)于未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的意義,燃料動力電池>鋰離子電池:在化石能占絕絕大部分一次能源份額的一二百年內(nèi),如何提高從化石能到消費終端有用功的效率,以及如何屏蔽特定的有用功形式與一次能源結(jié)構(gòu)的確定對應,關(guān)鍵是能量轉(zhuǎn)化裝置(人們?nèi)菀最惐鹊焦I(yè)革命的蒸汽機的意義)的變革,而儲能裝置的用途往往是優(yōu)化能量利用的效率。


2.當邊界是運載工具特別是地面的汽車時,燃料動力電池驅(qū)動比鋰離子電池驅(qū)動更可能成為類似今天的汽車業(yè)態(tài):3分鐘以內(nèi)能量恢復,續(xù)駛里程超過400公里。化學反應要氧化劑、還原劑(俗稱燃料)和反應場所,燃料動力電池汽車只要攜帶兩樣:燃料和反應場所燃料動力電池;而鋰離子電池汽車則需三樣都帶,又鋰離子電池中氧化劑、還原劑存放距離很近(當前是靠百微米厚的隔膜)即使不工作也有自放電,再鋰離子電池為達成壽命循環(huán)往往淺充淺放,即不能每個循環(huán)都像傳統(tǒng)汽車那樣將油用干、將油加滿,故此真實使用時理論的續(xù)駛里程還要減半。這就是現(xiàn)在的燃料動力電池汽車有效續(xù)駛里程可達到600公里以上,而鋰離子電池汽車有效續(xù)駛里程一般地小于100。燃料動力電池汽車類似天然氣內(nèi)燃機汽車,反應場所和燃料可以物理隔離,燃料加注實際是物理過程,要多快可以多快只要經(jīng)濟上覺得上算,而鋰離子電池汽車能量恢復是充電過程,即電解反應,要控制要不然就會有副反應發(fā)生,其燃料加注速度受到技術(shù)進展程度的制約。


不足


1.當邊界是便攜電子設(shè)備時,燃料動力電池由于氧化劑、還原劑、反應場所分離,其系統(tǒng)集成簡化的難度遠遠大于已經(jīng)充分集成的鋰離子電池或者其他種類二次電池;


2.當邊界是電網(wǎng)不間斷備份時,2ns的電子設(shè)備要求,燃料動力電池要把分離在外的氧化劑和還原劑送到電池內(nèi)幾乎是不可能達成的;


產(chǎn)業(yè)化程度:燃料動力電池現(xiàn)在沒有產(chǎn)品制造業(yè);而鋰離子電池針對便攜電子設(shè)備的現(xiàn)場電源已經(jīng)形成了批量制造業(yè)。但針對汽車,兩者都沒有形成產(chǎn)品制造業(yè),共同的技術(shù)難點在于電化學反應如何適應電機的感性負載大動態(tài)需求。


容易被蠱惑的說法:鋰離子電池汽車因為現(xiàn)在已經(jīng)存在鋰離子電池工業(yè),會比燃料動力電池汽車更容易取代內(nèi)燃機汽車的歷史地位。道理上的謬誤:產(chǎn)品開發(fā)是從客戶需求出發(fā)的,沒聽說割草機用的內(nèi)燃機通過升級改造就能成就汽車內(nèi)燃機的;相關(guān)經(jīng)驗上的認知:蓄電池汽車,從1900年開始,鋰離子電池已經(jīng)是第四次浪潮了,好像還是不會成功在這個10年,這是件很難的事情。


最讓人憧憬的說法:燃料動力電池發(fā)動機+鋰離子電池形成電電混合動力驅(qū)動汽車,可以1)提升2倍效率;2)車輛零排放;3)壽命和成本容易達成;4)擺脫汽車對原油資源的單一依賴。


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