説氫燃料電池為什麼上不了位,要先説鋰動力電池為什麼能坐穩位置_風聞
嘴里跑高铁-理中客,不存在的,不过是阶级利益罢了。2022-02-20 14:06
【本文來自《日本氫能源自己都推不下去,別説其他國家了》評論區,標題為小編添加】
説氫燃料電池為什麼上不了位,要先説鋰動力電池為什麼能坐穩位置。
電池自發明起,原理就沒變過,現在的鉛酸、鎳、鎘、納、鋁、鋰、氫、石墨烯電池等等,都是利用金屬正極參與電化學反應,通過氧化還原性不同的陰極陽極形成電位差,中間加上電解液,帶電離子就能在兩極間遊動,接上動力自然放電,加上反向電壓,帶電離子游回去,就是充電。
正極提供陽離子,負極提供陰離子,要找正極材料的話,就要找容易產生電荷離子離子的元素。以鋰為代表的鹼金屬活潑,常温下就能氧化,鋰又是分子量最小最輕的鹼金屬,做電池最好用,鈉就比鋰大一圈,原子越大,做出來的越重,用鋰和其化合物作為金屬電極材料是現階段最優解,沒有之一,磷酸鐵鋰電池叫鐵電池也少不了鋰,元素週期表就這麼定的。
負極一般選石墨,如果把所謂的“巴格達電池”算上,人類都用了3000年了。碳原子組六邊形多層解構,在充放電過程中,離子插入到石墨片層解構中間,同一片層的碳原子會公用電子,少一個也不會不穩定,現在開始用碳硅複合材料做陰極,主要是為了提高電池的能量密度上限。但是對照節能與新能源汽車技術路線圖和中國製造2025的規劃,動力電池的能量密度2020年要達到300wh/kg,2025要400,2030要500,這已經是鋰電池的理論極限了。現在無論是特斯拉,比亞迪還是蔚小理,電池密度都不達標,一般是200左右,行業標杆特斯拉是幹到了260。不論負極用石墨烯還是碳硅複合材料,只要正極是鋰,以上就是這條技術路線的盡頭。
我們能看到的是在當前電池重量不變情況下,純電動車續航能達到1200至2000,至多再上浮20%-30%,未來30-40年,這樣的水平對於一般家用車來説是足夠的,短期之內鋰電池的地位是無法撼動的。
現在開始説氫,氫和鋰在同一列原子量最小,跟氧的結合能特別高,氧化還原反應能量密度高,氫氣作為陽極材料很早就被關注到,氫燃料電池60年前就開始應用在航天領域了。問題是氫無法在常温下氧化,應用必須加質子交換膜和催化劑,現在這倆兄弟都不便宜,加之氫氣原子量小,極容易逃逸,液氫還會造成氫脆,儲存和運輸都是很大的問題,氫燃料電池距離走進尋常百姓家還很遙遠。
但是,氫燃料電池和鋰動力電池就一定是冤家死對頭麼?不要跟小鬼子一樣死心眼,格局就打開了。一般來説,氫燃料電池的技術很多可燃氣體也能用,如一氧化碳和甲烷,可以將西部風電太陽能產生的電,電解生產甲烷,通過現有油氣管道東送,供工業和居民生活實用,如果有多餘部分,可以在充氣站電解給汽車用,現在電解水實驗室效率能達到60%,等鬼子的專利期一過,燃料電池也肯定會迎來繁花似錦的時期。