浓差发电或许是燃料电池车充电新点子

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电动汽车确实很炫酷,深受市场期待,也肩负着节能环保和民族工业世界超车的历史重任。各车企,甚至是跨界的互联网大咖也都纷纷推出了所谓“互联网+”的概念车,外形科幻,动力强劲,又是智能又是联网的。可是仅仅两三百公里的续航里程,还不敢用空调、冰箱等车载电器设备,长达数小时的充电时间,那些装B的行头又有什么鸟用呢?

“续航里程短,充电时间长”是电动汽车面临的基本问题,其中储能电池的容量小是核心问题。国家和行业投入了大量人力、物力和财力攻关电池的相关技术,现在看来进步甚小。不管是特斯拉先进的三元锂电池技术,还是比亚迪坚持的磷酸锂铁科技,不仅都没有能够在容量上有较大提升,也没能兼顾容量和体积、重量、安全,以及寿命和快速充电之间的矛盾问题。难道是工程师技穷?或者是技术创新人才缺失?或许都不是,或许单纯依靠提高充电电池的容量来解决续航里程问题的思路本身就是没有纵深的洞穴。

思路决定出路,技术方案决定了技术高度。充电式纯电动汽车被卡在了电池上,那燃料电池电动汽车又路在何方呢?

燃料电池电动汽车的使用方式与传统燃油汽车很相似,通过外置燃料储存能量,补充一次燃料可以续航600公里左右,而且一次充满燃料只需要2~3分钟,这样的优势完全可以媲美燃油汽车。而且,它用纯氢气作燃料,排放物只有水,同样属于零排放零污染产品。目前燃料电池电动汽车的商业应用被卡在加氢站的建设上。由于加氢站的建设成本和技术要求都要比传统加油站和电动汽车充电站高很多,因此虽然在技术上已经没有问题,但是在商业上还没有竞争力。

来自成都的一个创业团队提出了另辟蹊径的创新思路,利用化工原料储能,通过一种叫浓差电池的化学装置,利用化工原料制取氢气。将该制氢装置安装在汽车上,意欲实现不储氢的燃料电池电动汽车。这样改变了现有“通过储氢直接储能”的思路,变为通过“存储化工原料间接储能”。由于所使用的化工原料是常见、安全、环保的原料,比如芒硝(硫酸钠)、生石灰等,因此对存储和销售没有什么高要求,甚至可以在路边便利店销售和购买。

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他们的发明已经做出了样品,利用石墨片、离子选择膜和塑料外壳,做成一个浓差电池电堆,有两个高低浓度溶液入口和发电后溶液出口,靠近顶部有两个生成气体引出口,靠近两端的石墨电极即为输出电极。用水溶解芒硝(硫酸钠)制作溶液,作为浓差电池的高浓度溶液,普通水作为低浓度溶液,分别从装置的两个入口流入,则装置电极上即产生浓差电势发电电压。将两个电极直接连起来(即使其短路),则获得最大发电电流,从而在电极上发生水解反应,产生大量氢气和氧气。

装置的原材料中除了离子交换膜外,其他都是常见廉价的材料,生产制作上只对密封要求严格,对集成度要求高些,但这些对现代工业技术来说都不是难事。虽然离子交换膜相对成本高些,但其也已经大规模应用在工业净化提纯中,因此有规模应用基础,技术和成本都可以得到改善和控制。

装置可以安装在汽车上,这样燃料电池电动汽车就不用靠高压储氢罐储氢,以芒硝为电解质作燃料,可以用普通容器存储,没有安全隐患,随用随购。这样既解决了充电式纯电动汽车需要安装笨重的电池系统,续航时间短,需要长时间充电等问题;也解决了燃料电池电动汽车需要高技术含量的储氢系统,需要巨大投资建设加氢站网络等问题。

这样的创新应该说是一种革命性的思路,只要在原理上不违背科学常识,未尝不可以获得一下相关支持开发,管他是草根还是专家,英雄不问出处嘛。或许这条路就是一条正确方向,随着技术进步,这个装置和使用方案将可以彻底解决电动汽车的使用不便问题,电动汽车时代有望真正到来。

作者:ynxyk

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工科男,新能源和环保主义者,发明家,致力于解决电动汽车“续航里程短,充电时间长”的问题


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