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关键技术攻克氢燃料电池能替代锂电池吗

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一场百年未有的能源革命正在展开,每个人的生活甚至财富,都会因此不同。

当前,关于新能源汽车前途的争论已经画上句话。随着各国相继推出燃油车禁售时间表,新能源汽车已是大势所趋。这时候,新的争论出现了:未来是锂电池的天下,还是氢燃料电池的逆袭呢?

毫无疑问,目前以磷酸铁锂和三元高镍为代表锂电池,牢牢占据着新能源的制高点。

但7月8号,华为与大连化物所合作,宣布加入氢能源战局。8月27号,能源巨头中石化在天津港保税区签署协议,深耕氢燃料电池汽车、加氢站建设运营等领域,进一步促进氢能源开发应用。各大巨头接连入场,难道氢和锂的天平,要再次倾斜了吗?

复习一下氢燃料电池的优缺点。锂电池有四个显著缺陷。

一是受不了低温环境。

二是充电慢、续航短,能量密度远不如汽油,

三是锂属于稀有资源,价格昂贵。

四是废旧电池回收不当,会环境会造成污染。

而氢电池可以在在各种环境稳定运行,基础能量密度是汽油的三倍,充气三分钟够跑千公里,并且宇宙中氢元素占比高达75%,取之不尽。最重要的是,氢能汽车唯一的副产物是水,真正实现了零污染。

那氢能源这么好,为什么没能替代锂电池?首先,氢气主要通过电解水获得,需要耗费电能。而现在火力发电的占比仍然超过六成,在氢气的制取过程中,就会有大量二氧化碳排放。

如果用光伏发电制氢,成本又太高。其次,氢气易燃易爆、密度小、易扩散,给储存和运输带来了极大难题,把氢气压缩后用罐车运到加氢站,成本很高,而且一次装不了多少氢气,加几次就没了。远不如充电桩那样方便,拉个线就能把电运过来。

而且氢气活泼的化学性质意味着不安全,车上拉着一罐高压氢气跑,有人会感觉拉着一个炸弹,很没安全感。

但问题就是用来解决的。很早的时候,我们就研发出稀土储氢的自主方案,安全稳定,而且储存密度是气体的百倍。但缺点就是稀土太贵了,相当于给马桶镀了一层黄金。

今年5月,西安交通大学张锦英教授团队攻克了固态储氢的难题。通过石墨烯的包裹覆盖,极大提高了安全性和储存密度,公斤的材料可以释放出25公斤的氢气。这项突破,使氢气具备了未来能源的可能。同时光伏发电的成本正在迅速下降,有朝一日,氢气制取的成本问题将不再是个问题。

可以看到成本,仍然是制约氢燃料电池的主要问题,但这个问题正在逐步攻克。未来氢电池哪怕替代不掉锂电池,也有望成为锂电池的重要补充。但氢能时代真正到来的时机还并不成熟。现在的氢能源可以类比为五年前的锂电池,处于厚积薄发的过程,也存在研发失败的不确定性。



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