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谈谈水氢发动机

文章来源:中海电动 发布时间:2019-05-27 18:10

5月23日,《南阳日报》头版头条报道,水氢发动机在南阳市正式下线,南阳市委书记张文深前往考察,并为该新能源项目取得的成果点赞。这是青年汽车集团入驻南阳市仅仅半年后的最新进展。
 

 
 
早在2017年,青年汽车就曾经宣布其开发的全球首辆水氢燃料车正式下线,宣称“该车不用加油、不用充电,加水就能行驶”,看到这样的新闻,大众自然会联想到当年“水变油”的闹剧,加之政府背书以及事件主角企业和企业管理者曾有的一些负面新闻,这件事近期赢得了无数关注、好奇、质疑,甚至是口诛笔伐。
 
我们试着从能源和汽车产业出发,尽量客观地谈谈对这件事的看法。
 
1、技术层面上,水驱动槽点颇多
 
首先我们说说,如何实现发动机的水驱动?
 
庞青年称其公司在制氢方面拥有特殊催化剂,相较于化石燃料排放的大量温室气体,制氢工业不污染环境,但生产成本高,所以时下主要以氯碱生产的副产品制氢。
 
未来,制氢的发展方向将主要是电解水制氢,最终实现仅利用太阳能就可分解水制氢。青年汽车宣称的可以在特殊催化剂的作用下实现水驱动燃料汽车,整套特殊的转换设置可以将水转换成为氢气,再输入氢燃料反应堆,产生电能,然后驱动引擎。
 
庞青年表示,水氢燃料汽车的最大科技成果便是这种特殊催化剂,在这种特殊催化剂的作用下将水转换成的氢气,最终可以实现续航里程超过500公里的货运车,续航里程可达1000公里的轿车。
 
不少化学家都表示,从化学反应的角度看,电解水过程中的催化剂只能起到改变化学反应速率的作用,并且其本身并不发生损耗,水氢燃料汽车在不加油、不充电的情况下如何实现电解水让人费解。目前电解水技术还没有出现廉价且稳定的催化剂,现在最常用的商用催化剂是二氧化铱,但其价格高昂,所以化学界一直都在研制更合适的代用催化剂。
 
如果使用二氧化铱作为催化剂,那么水氢燃料汽车的燃料成本将极其巨大,并不适合大规模商用;如果庞青年的特殊催化剂既廉价又稳定,那么光这一项技术就能带来比水氢燃料汽车更丰厚的利润。
 
有相关人士发布了破解版本的水氢发动机运行原理:
1、铝元素与水反应生成氢;
2、燃料电池结合氢发电;
3、发电反应过程再生水。
 
这便是水氢发动机的一套化学反应过程,其主要反应原料是铝,反应物是氢氧化铝,但是庞青年将主要反应原料铝描述成“催化剂”,这其实是曲解了催化剂的定义。
 
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,氢燃料电池技术面临的两个重要技术问题是:车载氢存储技术、氢气基站设施运维。当下,解决这两个问题似乎比研制更廉价的催化剂和水氢发动机更为简便有效。水氢燃料电池可能会降低对车载储氢技术的要求,但代价是要增加车载制氢装置、氢气处理装备等设施,技术难度可能还要更高。
 
首先看车载氢存储技术:由于氢气的能量密度比较高,在车辆标准的体积下氢气要压缩为液体,并且保证安全,就需要一个巨大且坚实的储氢系统。目前70兆帕的储氢系统,能量密度就达到了每升800Wh。
 
再看氢气基站设施运维:氢气基站的运维与加油站的运维技术基本一样,对安全和存储的要求也基本一致,所以在技术层面没有更高的要求,并且新能源汽车目前急需提高的充电便利性问题,氢燃料电池汽车也同样面临。
 
即便完全不考虑成本和商业逻辑,单纯从产业链来说,庞青年的相关技术属于独此一份,没有上下游的产业链支持,也没有横向的发展伙伴,等待他的只有一个冷清和艰苦的道路,历史上可著名的等离子技术与液晶技术的路线之争便可见端倪。
 
2、当事企业和事件主角背景令人生疑
 
除了相关技术不足以令人信服,当事企业的有些经历也是令人诟病的重点。在新闻掀起轩然大波的同时,有网友扒出青年汽车集团集团董事长庞青年担任法人代表的公司多达49家,其中据天眼查信息显示,庞青年正在被警方以涉嫌诈骗立案侦查。
 
2011年,庞青年实际控制的青年汽车,以收购萨博汽车成功并在鄂尔多斯投产为条件,与鄂尔多斯市政府签订协议,投资建厂的同时,由鄂尔多斯市政府配给青年汽车两项分别为6亿吨和7亿吨的煤炭资源。当时煤价高起,利润颇丰。
 
然而,在收购萨博汽车尚未成功、生产线尚未投产、13亿吨煤炭指标尚未兑现之时,青年汽车却将煤炭指标转手卖与亿佳合能源股份有限公司,并收取2亿元人民币定金。但是,收购萨博汽车失败,鄂尔多斯市政府取消了青年汽车的煤炭指标,青年汽车与亿佳合公司的交易便陷入僵局。随后,亿佳合公司选择报案,警方以涉嫌诈骗对庞青年立案侦查。
 
青年汽车两年前也曾卷入骗补车企名单,该公司销售给上海巴士公交集团有限公司245辆新能源汽车,实际安装电池容量小于公告容量,因此工信部对其开出了行政罚单。撤销其汽车制造商生产骗补产品的公告,取消其相关骗补产品的生产资质;暂停其申报新能源汽车推广应用推荐车型的资质,并责成其进行为期2个月的整改。
 
事情到此已经不仅关系到该技术是否能填补相关技术空白了,还关系到大笔的政府投入。据报道,在水氢燃料电池项目83.16亿元的总投资中,南阳市政府出资高达40亿元。非但如此,从2017年8月21日庞青年高调宣布公司生产出全球首辆水氢燃料汽车至今,2年间并未见有过一辆“青年水氢燃料车”交付使用。
 
3、依然要对新生事物给予足够宽容和热情
 
当然,即便从能源和汽车产业以及当事企业和当事人相关履历分析,这件事都存有诸多可质疑和可争议的地方,但我们不应该因为一件事,就对所有的新生事物充满戒备和拒绝。“一遭被蛇咬,十年怕井绳”绝不应是面对科学发展的态度。对于新生事物,我们还是应该以正向思维对待,保持足够的宽容,对于新生事物的质疑也需持足够的谨慎。
 
这么说并不是作者怕打脸,如果水氢技术是真正造福人类的新技术,打脸这种事不仅微不足道,我们甚至乐见其成。新技术的诞生和成长都需要经历一个相当漫长的过程,而这个过程本身一定非常艰辛,往往充满杂音、质疑、曲折,甚至是苦难。就像发明飞机的莱特兄弟,估计最初他们告诉别人自己试图发明可以飞翔的设备,别人也一定会以为这两人疯了吧。
 
抛开本文论述的相关事件,我们不应该让为了人类进步作出巨大贡献和艰苦付出的人,孤独和失望太长时间,更不应该让本来可以实现的天马行空的美好梦想白白浪费。
 
最后,我们简单说一下氢能源相关研究的进展。
 
在当前新能源研究领域,确实有氢能源的分支,只不过不是水变氢气,氢气变水这样简单粗暴,目前主要有两类。一类氢燃料电池是氢气和氧气在多孔性材料电极上发生反应,产生电能,提供能量。从上个世纪开始,航天领域就已经使用这项技术,但在民用领域,氢气的存储和运输就回到了上述的难题。
 
另一类是烃类醇类重整制氢技术,主要产生的能源是乙醇。因为它来源广泛、毒性较小、易于储存和运输、对环境友好。这项技术中,酒精和水要达到最佳比例才能生产最多的氢气。所以科学家戏称,未来的水氢燃料汽车,手里有瓶酒就能开,但是要防止司机偷喝。
 
日前,中国科学技术大学吴宇恩教授课题组研制出一种廉价、高效的新型钌单原子合金催化剂,获得国际权威学术期刊《自然•催化》以封面文章的形式发表该研究成果。基于该催化剂的出现,未来水氢燃料技术将开启一个新的纪元,廉价的催化反应如果能够超越化石燃料或其他电池燃料的成本,那么水氢发动机技术将在市场的催化下获得长足发展,市场规律会成为最猛烈的催化剂,推动新能源汽车市场的前进。
 
 

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