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用甘蔗、玉米发电日产首推生物乙醇发电动力系

时间:2019-09-08 23:57

  日产汽车公司近日宣布,公司正在研究开发一种利用生物乙醇产生电能的固体氧化物燃料电池动力系统(简称“SOFC动力系统”),这款新型系统以SOFC电力发电机为酶生物燃料电池(e-Bio Fuel-Cell)提供电能,而将此项技术应用于汽车尚属全球首例。SOFC动力系统使用的燃料电池是利用乙醇、天然气等多种燃料与氧气反应而产生高效电能。

  日产汽车执行副总裁坂本秀行(Hideyuki Sakamoto)表示,“氢气的生产需要较高的成本和能耗,搭建(用于燃料加注、贮存)基础设施也需要大量资金投入。相比之下,乙醇非常易于提取,贮存更安全,成本也更低。这些都是它的优势。”

  酶生物燃料电池是通过SOFC(电力发电机)系统将贮存的生物乙醇转化为电能。酶生物燃料电池中的燃料经由转化器转换为氢气,在与空气中的氧气相遇后发生化学反应并产生电能,从而为汽车提供动力。

  与传统动力系统不同,酶生物燃料电池以SOFC系统为动力来源,效率更高,续航里程可超过600公里,几乎可与汽油车媲美。此外,搭载酶生物燃料电池的汽车还拥有电动汽车的显著特征,例如无噪音行驶、线性起步、加速迅猛等,可令用户享受到如同驾驶纯电动汽车一般的乐趣和舒适。

  燃料电池系统利用化学物质与氧气反应产生电能,不会释放有害物质。从甘蔗、玉米等作物中提取的生物乙醇燃料已广泛应用于北美、南美和亚洲的国家。以生物乙醇为燃料的酶生物燃料电池,在实现绿色出行的同时还可以为地区能源生产创造新的商机,并支持现有基础设施的使用。燃料电池系统在发电时通常会排放二氧化碳,而在生物乙醇燃料系统中,用来制造生物燃料的甘蔗等作物在生长过程中会吸收二氧化碳,从而实现“无碳循环”,几乎不会增加二氧化碳的排放。

  生物燃料电池较传统氢气系统所耗成本较低,因其无需价格高昂的碳钎维加压氢气储存罐或以铂金等珍贵金属作为发电催化剂。

  日产新技术与丰田Mirai或本田Clarity燃料电池车中的传统燃料电池系统采用了相同的基础技术,其甚至需要以氢气填充燃料柱来实现发电;另外,如同其它现有车辆一样,该技术应用氢气产生的电力供应电动机,过剩的电力还可以被储存在车载电池中。

  然而,日产新技术与传统燃料电池技术最大的不同在于——前者在车内生成氢气,由一个称为“转换器”的组件另行操作完成。该转化器将燃料箱中的乙醇转化为氢气,然后注入燃料柱。传统的氢燃料电池汽车中并不存在这样的转换器,汽车燃料箱直接从燃料供应站获取加压氢气泵。

  日产汽车公司指出,除了额外的转换步骤,其乙醇燃料电池系统存在几大优点。首先,乙醇不易燃烧,较氢气更为安全;其次,k8,日产乙醇燃料电池系统在更高的温度下运行,无需昂贵的金属作为催化剂;此外,因燃料箱并非采用高技术碳素纤维加压膜具,成本可进一步降低;最后,该技术并不需要纯乙醇燃料,燃料中水分含量最大可达55%,进一步降低了运行成本。

  另一方面,日产表示,因由热至冷的转变将损耗系统持久性,该公司需要提升其乙醇燃料电池的热量处理系统。并且由于该系统在高温时运行最佳,驱动系统需等待整个系统转热,响应速度相对滞后。

  不过,日产表示并未放弃传统氢气燃料电池技术,将与合作伙伴戴姆勒集团及福特汽车公司平行研发氢气燃料电池技术。

  目前日产推出了聆风、日产e-NV200、e-Power等纯电动汽车,均搭载专用的大容量电动机和发电机,日产表示,随着酶生物燃料电池所带来的高能效、高电动化水平将助力其提出的“日产智能动力”理念的实现。