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环保汽车技术争相发展 镁电池和氢燃料车受到关
更新时间:2021-09-08
 

  腾讯汽车讯 北京时间5月9日消息,据国外媒体报道, 丰田北美研究所(TRINA)的工程师认为他们已经发现了在充电电池中使用镁的秘密。它将取代锂成为手机和汽车等电池的一个更安全、更高能量的选择。

  在充电电池中,镁被认为是锂的一种潜在的替代物已经有一段时间了。锂在空气中不稳定且在暴露空气中时会发生燃烧,所以为了使锂电池更安全,需要减少锂的用量并将锂嵌入到石墨棒中。这减少了金属的数量(减少密度),从而限制了锂电池可以存储的电量。为了增加密度,工程师们在锂和石墨的混合以及电池的形状上下功夫,但这种平衡是棘手的。

  另一方面,镁在空气中是稳定的,且比锂能够存储更多的能量。但麻烦的是,要在形成一个不降低镁密度的电解质的同时进行电量的有效转移已被证明是困难的——直到在氢燃料电池研究的一个发现改变了这一点。

  丰田首席科学家和化学工程师莫塔蒂(Rana Mohtadi)听到同事在讨论开发镁友好型电解质的困难。她意识到她正在开发的储氢材料可能有利于含镁电池的开发。她随之成立了一个团队,并且开始对其进行测试。

  丰田研究小组的负责人保罗(Paul Fanson)将这个发现归因于TRINA研究人员的多样性以及该机构的协作文化。

  这个团队已经将这个发现以论文的形式发表于《应用化学国际版》。他们希望丰田以外的其他研究人员能够使用这个材料并加速实用镁电池的开发。但在镁电池用在我们的智能手机之前,仍有一段路要走,研究人员预计这些电池至少还需要20年才能成为主流。他们希望将这个发现公之于众有助于加速开发。

  在去年12月举行的联合国气候变化大会上公布的《巴黎协定》表明,包括汽油和柴油在内的发动机驱动的汽车将在未来的汽车市场逐渐失去地位。专家推测,根据这份2020年生效的《巴黎协定》所规定的全球温室气体排放的减少量,环保汽车市场的规模将会大幅增加。

  两种类型的环保汽车被认为将会主导市场,它们是电动车和氢燃料汽车。这两种类型的汽车都具有相同的有点:零排放。

  由于比电动车和氢汽车用起来更便宜和更方便,混动车在今天的环保汽车市场占据主导地位。但很多人推测,在2021年开始收紧排放政策之后,汽车市场将很快转向电动车和氢燃料汽车,这些汽车不会排放出二氧化碳。

  根据国际会计和咨询机构毕马威的数据,到2020年,全球4.6%的汽车(510万辆)将会使用电力驱动。彭博新能源财经预测,到2040年,电动车将占到全球汽车销量的35%。另外根据韩国汽车研究所的数据,全球混动车的销量四年来首次下降,同比下降11.6%(146万辆)。

  由于拥有更短的加油时间和零排放,氢燃料电池技术被视为清洁动力的一个“两全其美”的方法。问题是,这种车辆和氢配电系统都是造价昂贵的,所以这个领域迄今为止非常狭窄。只有三款氢能汽车在产——丰田Mirai,本田 Clarity和现代 ix35/Tucson——这个市场要达到有利可图的水平可能至少还需要10年左右。

  IHS Automotive预计到2027年,氢燃料汽车每年的销量将超过7万辆,虽然这意味着取得了距今以来的一个大幅度增长,但这个数字只占总的新车销量的不到一千分之一。随着欧洲汽车制造商进入该领域,未来十年左右将会有超过14款氢能汽车被引进。这也就是说,考虑到每个氢燃油泵需花费300万美元,基础设施将是一个挑战,未来十年全球只有大约100个公开的氢气站。

  实际上,氢燃料电池汽车也并不是真正的廉价。Mirai的售价是5.75万美元,而出租的价格是499美元/月,同时现代和本田的燃料电池汽车也在这个水平附近(尽管到目前为止,氢燃料还是免费提供的)。

  此外,IHS Automotive表示,为了让氢燃料电池的推广更加环保,需要做两件事情:更多的氢需要来自可再生能源,而不是来自于天然气、液态碳氢化合物和煤的“布朗氢”;技术必须改进,以便减少作为燃料电池催化剂的铂的使用。汽车制造商和其他机构正在研究这些问题,但IHS似乎认为在很长的一段时间里都不会取得很大的进步。(天宝)天马高手论坛


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