专家观点

特斯拉为什么不用氢能?马斯克:这项技术很愚蠢

2022-12-30 11:33  来源:红灯停路灯行  点击:265

氢燃料电池真的是傻瓜电池吗?特斯拉为什么不用氢燃料作为电池?

特斯拉未来是否会从电池转向氢能?特斯拉CEO马斯克,此前曾将氢燃料电池称为傻瓜电池,并称这项技术令人难以置信的愚蠢。

在这一点上,大多数业内人士似乎都站队马斯克,同意他的观点,目前来看,几乎没有看到任何氢动力汽车投放在市场上,如果有的话,也是屈指可数,为什么马斯克不看好氢能源汽车?

我们制造锂离子电池所需的金属,比如镍、钴、铝、锰和锂,这些金属一直都很昂贵,这些金属在市场中被疯狂的抬价,这也给电动车行业带来了一些不利的影响。

人们也开始思考,氢能源汽车或许也可以是一个新的方向,氢元素是已知宇宙中最常见的元素,有没有一种可能我们把氢元素合理的利用起来,成为为汽车提供动力的能源。

氢气是一种极其易燃的燃料,一般会用液化氢作为燃料,但其实氢动力汽车,在正常情况下并不涉及燃烧。氢动力汽车的工作原理,是将气态氢储存在高压罐中,高压罐是能量储存的地方,当汽车启动时,氢气被释放到燃料电池中,里面的氢气就会转化为电能。

氢燃料电池在结构和功能上与普通的电池非常相似,它有一个阴极和一个阳极,其间有一个电解质隔板,它会分解出电子,这些电子穿过两边之间的导电电路,氢气以极高的压力通过阳极或负极进入电池,在那里,它遇到由铂制成的催化剂分离器,当氢分子遇到铂时,它们会分解,并释放两个电子,自由电子会进入导体,并通过为汽车提供动力的电路,剩余的氢离子通过电解质隔板进入电池的阴极或正极并再次相遇,他们将与氧分子结合并产生水,然后水作为无害的副产品从电池中分离。

为什么马斯克认为用氢燃料电池供电很愚蠢呢?

氢,是整个宇宙中最常见的元素,它是现存最轻的元素,它无色无味、无毒,但地球上并没有单独存在的氢分子,氢一般都会与其他元素一起,以化合物的形式存在。

比如,如果需要依赖氢燃料电池提供动力,所需的纯氢气,就需要从其他的物质中分离出来,这就是大问题的所在。

氢气的获取方式有很多种,一种方法是电解,用电把水分解成氢气和氧气,实现这一功能的设备称为电解器,工作原理与一般燃料电池的工作原理相反。

另一种获得纯氢气的方法,是从天然气等化石燃料中提取,被称为蒸汽重整,其工作原理是,在加热的高压环境中,将甲烷气体与水蒸气结合,混合物分解成氢气和一氧化碳,接着氢被储存起来,一氧化碳被释放到大气中,由于在生产过程中产生了温室气体一氧化碳,所以,以此方式获得的氢被称为灰氢。

绿色氢气的生产成本要比灰色氢气高得多,这种情况下,你认为生产商会选择哪种方式来制造氢气?

答案是显而易见的,为了减少成本,他们会制造灰氢来获得氢气,因此对环境也是有一定影响。

氢动力汽车的最大问题就是效率

将氢气转化为电能的过程中,都会有能量损失,以氢燃料电池为例,能量输入从气体产生开始,能量输出为汽车提供动力,一前一后之间的能量损失平均为62%或者更多,在最极端的情况下,能量损失可能会高达78%,所以这意味着氢动力在汽车中的效率在38%~22%之间,虽然它的效率并不高,但它仍然比内燃机要好,内燃机的效率最低只有13%。

但与电动车的电池效率相比,这两种燃料都相形见绌,电动车电池的效率在73%~80%之间,这就是马斯克认为氢燃料电池愚蠢的令人难以置信的原因,因为马斯克是一个非常讲究效率的人,效率是特斯拉所做一切背后的驱动力,他们所做的每一步都是为了提高效率,所以他说只有傻瓜才使用氢燃料电池。

每一种电池都有利弊

1、电池

电池所需的原料,需要大量的开采和加工,这意味着人们在后期制造电池的过程中,会消耗大量的能源,产生大量的有害垃圾,最终的结果是锂离子电池只能在最佳状态下工作几年,然后逐渐变质,直到我们把它扔进垃圾桶。

因此,人们正在开发更可持续使用的化学电池,比如磷酸铁锂电池,它对稀有金属的依赖要少得多,研究人员正在试图解决如何大规模回收电池的问题,他们在试图制造一个闭环,真正生产出绿色、无污染可再生的能源,从而为更多的资源开采和制造业提供动力。

2、氢燃料电池

也有一些问题存在,我们知道通过电解可以制造绿色氢气,但就燃料电池价格并不便宜。

事实证明,制造氢气,并将其转化为电能所必需的设备,仍然需要稀有金属和铂族金属才能发挥作用,所以开采金属资源,环境仍然受到威胁和破坏,但是,绿色氢气和燃料电池还有改进的余地,人们正在研究如何让电池变得更好,效率更高。

氢燃料电池与普通电池哪一个更好?

两种技术对比

1、氢能源汽车加氢,可能需要大概5分钟时间,前提是找到一个加氢站;电动汽车充满电需要45分钟到1小时,而对于电动车来讲,充电桩却随处可见。

2、氢燃料对于重型和商用车辆十分友好,因为可以在氢气罐中储存更多的能量,对于需要消耗大量能量的运输车辆来说,氢燃料电池可能是最好的解决方案。

不过,特斯拉也制造一辆电池驱动的半挂运输车,经过实验,柴油动力半挂车和电动半挂车之间的差异,基本上也可以忽略不计,当然,特斯拉半挂车不会像氢动力半挂车那样有超强的续航能力,会受到一点限制而已。

但是,特斯拉并不生产氢燃料电池,他们没有任何加氢设备,马斯克认为当公司已经拥有一个良好运行的系统时,开发和实施一项全新的技术是没有太大意义的。

 

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