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談談水氫發動機

文章來源:中海電動 发布时间:2019-06-21 13:35

5月23日,《南陽日報》頭版頭條報道,水氫發動機在南陽市正式下線,南陽市委書記張文深前往考察,並爲該新能源項目取得的成果點贊。這是青年汽車集團入駐南陽市僅僅半年後的最新進展。
 

 
 
早在2017年,青年汽車就曾經宣布其開發的全球首輛水氫燃料車正式下線,宣稱“該車不用加油、不用充電,加水就能行駛”,看到這樣的新聞,大衆自然會聯想到當年“水變油”的鬧劇,加之政府背書以及事件主角企業和企業管理者曾有的一些負面新聞,這件事近期贏得了無數關注、好奇、質疑,甚至是口誅筆伐。
 
我們試著從能源和汽車産業出發,盡量客觀地談談對這件事的看法。
 
1、技術層面上,水驅動槽點頗多
 
首先我們說說,如何實現發動機的水驅動?
 
龐青年稱其公司在制氫方面擁有特殊催化劑,相較于化石燃料排放的大量溫室氣體,制氫工業不汙染環境,但生産成本高,所以時下主要以氯堿生産的副産品制氫。
 
未來,制氫的發展方向將主要是電解水制氫,最終實現僅利用太陽能就可分解水制氫。青年汽車宣稱的可以在特殊催化劑的作用下實現水驅動燃料汽車,整套特殊的轉換設置可以將水轉換成爲氫氣,再輸入氫燃料反應堆,産生電能,然後驅動引擎。
 
龐青年表示,水氫燃料汽車的最大科技成果便是這種特殊催化劑,在這種特殊催化劑的作用下將水轉換成的氫氣,最終可以實現續航裏程超過500公裏的貨運車,續航裏程可達1000公裏的轎車。
 
不少化學家都表示,從化學反應的角度看,電解水過程中的催化劑只能起到改變化學反應速率的作用,並且其本身並不發生損耗,水氫燃料汽車在不加油、不充電的情況下如何實現電解水讓人費解。目前電解水技術還沒有出現廉價且穩定的催化劑,現在最常用的商用催化劑是二氧化銥,但其價格高昂,所以化學界一直都在研制更合適的代用催化劑。
 
如果使用二氧化銥作爲催化劑,那麽水氫燃料汽車的燃料成本將極其巨大,並不適合大規模商用;如果龐青年的特殊催化劑既廉價又穩定,那麽光這一項技術就能帶來比水氫燃料汽車更豐厚的利潤。
 
有相關人士發布了破解版本的水氫發動機運行原理:
1、鋁元素與水反應生成氫;
2、燃料電池結合氫發電;
3、發電反應過程再生水。
 
這便是水氫發動機的一套化學反應過程,其主要反應原料是鋁,反應物是氫氧化鋁,但是龐青年將主要反應原料鋁描述成“催化劑”,這其實是曲解了催化劑的定義。
 
通过相关新闻介绍,水氢燃料设备本质上是两个装置: 水制氢设备和氢燃料电池设备。这就不得不考虑,氢气并非稀有物质,既然氢燃料电池已经十分成熟,为什么还要用成本更高的铝来驱动水氢燃料电池呢?
 
目前,氫燃料電池技術面臨的兩個重要技術問題是:車載氫存儲技術、氫氣基站設施運維。當下,解決這兩個問題似乎比研制更廉價的催化劑和水氫發動機更爲簡便有效。水氫燃料電池可能會降低對車載儲氫技術的要求,但代價是要增加車載制氫裝置、氫氣處理裝備等設施,技術難度可能還要更高。
 
首先看車載氫存儲技術:由于氫氣的能量密度比較高,在車輛標准的體積下氫氣要壓縮爲液體,並且保證安全,就需要一個巨大且堅實的儲氫系統。目前70兆帕的儲氫系統,能量密度就達到了每升800Wh。
 
再看氫氣基站設施運維:氫氣基站的運維與加油站的運維技術基本一樣,對安全和存儲的要求也基本一致,所以在技術層面沒有更高的要求,並且新能源汽車目前急需提高的充電便利性問題,氫燃料電池汽車也同樣面臨。
 
即便完全不考慮成本和商業邏輯,單純從産業鏈來說,龐青年的相關技術屬于獨此一份,沒有上下遊的産業鏈支持,也沒有橫向的發展夥伴,等待他的只有一個冷清和艱苦的道路,曆史上可著名的等離子技術與液晶技術的路線之爭便可見端倪。
 
2、當事企業和事件主角背景令人生疑
 
除了相關技術不足以令人信服,當事企業的有些經曆也是令人诟病的重點。在新聞掀起軒然大波的同時,有網友扒出青年汽車集團集團董事長龐青年擔任法人代表的公司多達49家,其中據天眼查信息顯示,龐青年正在被警方以涉嫌詐騙立案偵查。
 
2011年,龐青年實際控制的青年汽車,以收購薩博汽車成功並在鄂爾多斯投産爲條件,與鄂爾多斯市政府簽訂協議,投資建廠的同時,由鄂爾多斯市政府配給青年汽車兩項分別爲6億噸和7億噸的煤炭資源。當時煤價高起,利潤頗豐。
 
然而,在收購薩博汽車尚未成功、生産線尚未投産、13億噸煤炭指標尚未兌現之時,青年汽車卻將煤炭指標轉手賣與億佳合能源股份有限公司,並收取2億元人民幣定金。但是,收購薩博汽車失敗,鄂爾多斯市政府取消了青年汽車的煤炭指標,青年汽車與億佳合公司的交易便陷入僵局。隨後,億佳合公司選擇報案,警方以涉嫌詐騙對龐青年立案偵查。
 
青年汽車兩年前也曾卷入騙補車企名單,該公司銷售給上海巴士公交集團有限公司245輛新能源汽車,實際安裝電池容量小于公告容量,因此工信部對其開出了行政罰單。撤銷其汽車制造商生産騙補産品的公告,取消其相關騙補産品的生産資質;暫停其申報新能源汽車推廣應用推薦車型的資質,並責成其進行爲期2個月的整改。
 
事情到此已經不僅關系到該技術是否能填補相關技術空白了,還關系到大筆的政府投入。據報道,在水氫燃料電池項目83.16億元的總投資中,南陽市政府出資高達40億元。非但如此,從2017年8月21日龐青年高調宣布公司生産出全球首輛水氫燃料汽車至今,2年間並未見有過一輛“青年水氫燃料車”交付使用。
 
3、依然要對新生事物給予足夠寬容和熱情
 
當然,即便從能源和汽車産業以及當事企業和當事人相關履曆分析,這件事都存有諸多可質疑和可爭議的地方,但我們不應該因爲一件事,就對所有的新生事物充滿戒備和拒絕。“一遭被蛇咬,十年怕井繩”絕不應是面對科學發展的態度。對于新生事物,我們還是應該以正向思維對待,保持足夠的寬容,對于新生事物的質疑也需持足夠的謹慎。
 
這麽說並不是作者怕打臉,如果水氫技術是真正造福人類的新技術,打臉這種事不僅微不足道,我們甚至樂見其成。新技術的誕生和成長都需要經曆一個相當漫長的過程,而這個過程本身一定非常艱辛,往往充滿雜音、質疑、曲折,甚至是苦難。就像發明飛機的萊特兄弟,估計最初他們告訴別人自己試圖發明可以飛翔的設備,別人也一定會以爲這兩人瘋了吧。
 
抛開本文論述的相關事件,我們不應該讓爲了人類進步作出巨大貢獻和艱苦付出的人,孤獨和失望太長時間,更不應該讓本來可以實現的天馬行空的美好夢想白白浪費。
 
最後,我們簡單說一下氫能源相關研究的進展。
 
在當前新能源研究領域,確實有氫能源的分支,只不過不是水變氫氣,氫氣變水這樣簡單粗暴,目前主要有兩類。一類氫燃料電池是氫氣和氧氣在多孔性材料電極上發生反應,産生電能,提供能量。從上個世紀開始,航天領域就已經使用這項技術,但在民用領域,氫氣的存儲和運輸就回到了上述的難題。
 
另一類是烴類醇類重整制氫技術,主要産生的能源是乙醇。因爲它來源廣泛、毒性較小、易于儲存和運輸、對環境友好。這項技術中,酒精和水要達到最佳比例才能生産最多的氫氣。所以科學家戲稱,未來的水氫燃料汽車,手裏有瓶酒就能開,但是要防止司機偷喝。
 
日前,中國科學技術大學吳宇恩教授課題組研制出一種廉價、高效的新型钌單原子合金催化劑,獲得國際權威學術期刊《自然•催化》以封面文章的形式發表該研究成果。基于該催化劑的出現,未來水氫燃料技術將開啓一個新的紀元,廉價的催化反應如果能夠超越化石燃料或其他電池燃料的成本,那麽水氫發動機技術將在市場的催化下獲得長足發展,市場規律會成爲最猛烈的催化劑,推動新能源汽車市場的前進。
 
 

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