2022年1月24日整理发布:氢动力燃料电池电动汽车 (FCEV) 尽管与特斯拉制造的传统电动汽车相比具有一些明显的优势,但其名声不佳。事实上,特斯拉首席执行官埃隆马斯克曾多次称这项技术为“令人难以置信的愚蠢”、“一堆垃圾”和“愚蠢的细胞”(通过CNBC)。虽然马斯克可能对推广特斯拉首选的基于电池的电动汽车技术有既得利益,但当涉及到燃料电池电动汽车技术尚未得到圆满解决的问题时,他无疑站在了坚实的基础上。
FCEV 仍处于起步阶段,仅占传统电动汽车销量的一小部分。造成这种情况的原因有很多,但主要原因是缺乏氢气燃料站基础设施。
如果不对基础设施进行投资,FCEV 的普及可能性很小,即使以巨大的成本引入,也不能保证人们会购买 FCEV,因为它们比普通电动汽车贵得多。FCEV 的最大优势在于——除了运行清洁之外——一旦快速加满氢气,它们可以在大约五分钟内充电并准备好运行。
钯和储氢突破
FCEV 取得商业成功的潜力面临的另一个挑战是即使在专门建造的氢燃料站中储存氢气的成本。气体要么需要保持在最高 700 bar 的加压罐中,要么需要转化为液体形式,这需要将其冷却至负 423 华氏度(负 253 摄氏度)。正如您可能想象的那样,这不仅成本高昂,而且还需要大量能源,这既抵消了 FCEV 的吸引力,也抵消了它们的环境效益。
进入德国研究中心 Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)。DESY 发现了一种将氢储存在由钯(一种贵金属)制成的纳米颗粒中的方法,这种纳米颗粒很容易提取。尽管人们早就知道钯可以像海绵一样吸收氢,但 DESY 方法的不同之处在于使氢更容易提取。
该过程涉及仅一纳米宽的钯颗粒,其结构类似于涂有坚果的杏仁糖巧克力。该结构的中心是一个铱“坚果”,其周围包裹着一层钯(如杏仁糖),然后被一层氢(巧克力)包裹。提取氢气只需要少量热量。
科学家们还有很长的路要走
虽然 DESY 的科学家们为 FCEV 的粉丝们准备了美味佳肴,但要实现突破性的储氢和提取技术商业化还有很长的路要走。DESY 计划扩展该技术以找出它可以实现的存储密度。它目前正在使用石墨烯作为“纳米巧克力”(DESY 称之为)的载体,但计划研究其他碳结构。
然而,DESY 乐观地认为,它的方法将能够容纳大量的钯,这反过来意味着它的方法将能够储存大量的氢气,而没有当前储氢方法的缺点。
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