財(cái)聯(lián)社(上海,編輯 黃君芝)訊,據(jù)報(bào)道,歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)——夫瑯和費(fèi)協(xié)會(huì)(Fraunhofer Society)的科學(xué)家提出了一種基于鎂的“Powerpaste”,它能以鋰電池10倍的密度存儲(chǔ)氫能量,為氫燃料電池汽車(chē)提供了比汽油動(dòng)力汽車(chē)更長(zhǎng)的續(xù)航距離,而且在幾分鐘內(nèi)就能完成補(bǔ)充燃料。
通常情況下,氫燃料電池汽車(chē)以氣體形式攜帶氫氣,并儲(chǔ)存在壓力約為700bar(相當(dāng)于700個(gè)大氣壓)的油箱中。這些儲(chǔ)罐又大又重,這抵消了氫相對(duì)于當(dāng)今鋰電池的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)——更高的能量密度。高壓也使得氫燃料在摩托車(chē)和小型摩托車(chē)等動(dòng)力兩輪車(chē)上的應(yīng)用,成為一種不現(xiàn)實(shí)的選擇。
不過(guò),此次該協(xié)會(huì)位于德國(guó)德累斯頓的一個(gè)研究所提出了一種有趣的儲(chǔ)存和攜帶氫能的新方法,這種方法是一種基于鎂氫化物的“Powerpaste”,它可以將氫以化學(xué)形式儲(chǔ)存在大氣壓下,在需要時(shí)隨時(shí)釋放。
為了生產(chǎn)這種糊狀物,鎂和氫在大約350°C(662°F)的溫度,以及五至六倍的大氣壓下結(jié)合,形成氫氧化鎂。然后,再加入酯類(lèi)和金屬鹽來(lái)完成這一過(guò)程,并形成一種可以裝入墨盒的、粘稠的灰色糊狀物。
在Powerpaste形式下,它在高達(dá)250°C(482°F)的溫度下也都是完全穩(wěn)定的。它攜帶的能量是同等重量的鋰電池的10倍,大大超過(guò)了同等重量的700bar氫儲(chǔ)罐。研究人員說(shuō),使用Powerpaste動(dòng)力系統(tǒng)的汽車(chē)的續(xù)航里程預(yù)計(jì)可以“與汽油媲美,甚至超過(guò)汽油?!?/p>
當(dāng)需要釋放能量時(shí),一個(gè)柱塞裝置會(huì)把糊狀物擠壓到一個(gè)腔體中,在那里,糊狀物與水發(fā)生反應(yīng),以動(dòng)態(tài)控制的速度釋放氫,然后為燃料電池提供能量,從而為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)或其他設(shè)備提供動(dòng)力。這種糊狀物令人印象深刻的能量密度部分來(lái)自于這樣一個(gè)事實(shí):它釋放的氫有一半來(lái)自與它反應(yīng)的水。
該研究小組還提到,可以將Powerpaste用于大型無(wú)人機(jī),大幅提升它們的飛行時(shí)間和續(xù)航能力,或者用于便攜式電器,比如糊狀供電的野營(yíng)烤面包機(jī)或水壺等。該團(tuán)隊(duì)表示,這種粘稠的糊狀物可以通過(guò)“相對(duì)便宜的設(shè)備”,以標(biāo)準(zhǔn)的灌裝線(xiàn)來(lái)供應(yīng)。
從邏輯上講,這種物質(zhì)的運(yùn)輸似乎比一般的氣態(tài)氫(當(dāng)然也包括液態(tài))簡(jiǎn)單得多。它可以裝在油桶里用卡車(chē)或油罐車(chē)運(yùn)來(lái)運(yùn)去,或多或少地放在任何地方都不會(huì)有危險(xiǎn)。該研究所正在自己的工廠里建設(shè)一個(gè)Powerpaste生產(chǎn)廠,將于今年晚些時(shí)候投入使用,每年可生產(chǎn)4噸糊狀物用于試點(diǎn)項(xiàng)目和行業(yè)評(píng)估。它還在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試臺(tái)上安裝了一臺(tái)發(fā)電機(jī),并在運(yùn)行。
不過(guò),問(wèn)題仍然存在。鎂在膏體消耗后會(huì)發(fā)生什么變化?它會(huì)被回收到生產(chǎn)過(guò)程中嗎?上面引用的能量密度數(shù)字是否考慮了整個(gè)系統(tǒng)的需求,還是僅僅考慮了燃料儲(chǔ)存?考慮到燃料電池會(huì)產(chǎn)生水這個(gè)副產(chǎn)品,在給定的能量下,它需要使用多少水,填充時(shí)需要添加多少水?
也許最重要的是,制造這種糊狀物的過(guò)程是否節(jié)能?要知道,在燃料電池系統(tǒng)中,外界反對(duì)清潔氫的一個(gè)污點(diǎn)是其對(duì)清潔能源的利用效率低的可怕。將清潔能源儲(chǔ)存在電池中,你會(huì)在車(chē)輪上得到90%以上的回饋。把它儲(chǔ)存在氫氣中,你就會(huì)在沿途的損耗過(guò)程中燒掉至少一半的能量。
此外,Powerpaste的生產(chǎn)需要熱量、壓力和工業(yè)過(guò)程,所有這些都需要消耗能源,再加上儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)呢?cái)務(wù)和能源成本,相比之下,氣態(tài)氫看起來(lái)象是一個(gè)成本更為低廉的能源來(lái)源。