锂电池与氢燃料电池,哪个更有前途?

 我来答
奔驰小刘17
2022-07-07 · TA获得超过823个赞
知道小有建树答主
回答量:270
采纳率:100%
帮助的人:55.8万
展开全部

先上结论: 锂电池会继续发展,氢燃料电池 汽车 和锂电池 汽车 会取代传统燃油车,氢能在能源领域会发挥更大作用

1、锂电池会继续发展。 虽然目前锂电池相比传统燃油车,存在充电时间长、续航里程短等问题,但电池就在继续发展,未来充电时间会显著减少,换电模式形成标准且广泛应用后,会显著提升锂电池的应用水平和使用范围。

2、氢燃料电池 汽车 和锂电池 汽车 会取代传统燃油车。 2030碳达峰、2060碳中和,为了这个目标发展,燃油车会逐渐退出 历史 舞台,目前欧洲和日韩比较激进,其他国家逐渐跟进来制定燃油车的退出时间表,未来车辆会是这两类新能源车占主导,本人感觉锂电池车的份额会更大些。

3、氢能在能源领域会发挥更大作用。 其实氢燃料电池 汽车 只是氢能的一类终端应用,氢能本质上是一种能源载体,在未来与风光等可再生能源搭配,在储能领域会发挥更大的作用,解决日间错配、月/季度错配甚至跨年储能,在分布式供能、应急供能等领域也将占有一席之地,预计氢能在未来能源的份额将达到10~20%,在未来会有飞跃式的发展。

作为交通工具,新能源 汽车 追求的也无非是安全和动力,还有续航能力。在这几方面来说,锂电池 汽车 最大的瓶颈是续航能力,氢燃料电池 汽车 的瓶颈是安全性。

作为电动 汽车 的电池,经过了几代的发展,开始是铅酸电池,后来是镍镉和镍氢电池,最后是锂电池。这说明锂电池确有独到之处。无论从能量密度,比功率,还是循环使用寿命来说,锂电池都是目前的最优选择。

但目前最好的锂电池还是只能作到500公里左右的续航能力,这个还是理想功况下的,所以达不到燃油车的水平。开发新的电池是新能源 汽车 的绕不过的任务。

新型电池的努力是多方位的,有石墨烯电池,金属空气电池,锂硫电池,超级电容电池等等,任何一种取得突破都将引起 汽车 业的革命。但目前最有可能突破的是固态电池,应该在实验室得到了证实,大公司们都在争分夺秒的研发,看谁最先量产。

燃料电池 汽车 目前最具代表性的是丰田的MIRAI,续航500多公里,还可充当移动发电站,后备箱的插座,够普通家庭一星期的用电。两大弊端,一是用700个大气压的压力储氢,一旦泄漏或爆炸后果都不堪设想。再是加氢站太少,无处加氢。催化剂用铂并不是大问题,一是用量少,二是已出现替代物。

纯电动的问题在于所充的电从哪里来?说不定也是用煤发的 ,所以不见的一定环保。氢燃料电池 汽车 排放物是纯水,绝对的环保,但是所用的氢气生产过程是否环保也不好说,因此哪个能最后胜出尚不可知。

问题描述存在漏洞-氢燃料电池不能独立存在

问题:

有此类疑问的 汽车 爱好者应当有很多,然而这是缺乏常识才会存在的疑问;因为两类电池功能完全不同,锂电池可以单独作为动力电池使用,但是氢燃料电池却不可以。

也就是说所有标榜节能、清洁或者颠覆性技术的氢燃料电池 汽车 ,严格意义上都是在撒谎!此类 汽车 的本质仅仅是「增程式电动 汽车 」,区别仅限于增程器没有选择内燃机,而是选择了化学发电器,但是这种选择是错误的。


运行原理

氢能电动 汽车 的增程原因原理很简单,与其别克沃蓝达、宝马i系列、理想ONE等品牌的增程 汽车 没有本质区别;而在商用车型领域中,99.99%的混合动力客车与货车,使用的也是增程系统,只是增程器选择了柴油发动机,这种柴电增程系统已经有百年 历史 了,那么到底如何增程呢?

车辆的主要运行模式为「EV-纯电」,只有在长途驾驶电池组即将亏电时,再利用增程器避免亏电或发电补充。其实这种技术不算如何先进,最普通的电瓶车都可以安装二冲程的增程器,那么增程到底有没有意义呢?


标准答案:增程驾驶可以有效降低耗油量,只是燃料电池堆是最差的选项。因为燃油 汽车 装备的内燃机的热效率非常低,在大范围的转速波动区间内,最佳热效率是很难体现出来的;即使最佳效率有40%的机型,实际应用中能达到平均35%就算难得,剩下的65%是“无用功”。

然而电机相同概念的转化比例最高可超95%,平均值也是极高的;优秀的电机可以比优秀内燃机高3倍左右,或者理解为输出等量的能量,可以少消耗三倍的能源。燃油与电能的等效换算为“1L 3kwh”,很多电动 汽车 的平均电耗低至 15kwh/100km,也就是不足5L//100km的耗油量,这是涵盖B/C级尺寸等级车辆的数据哦,能耗何止低三倍。


节油原理:如果使用内燃机或燃烧氢能作为动力,这种发动机总会在1000/5000rpm的转速区间内波动;而转速越高能耗就会越高,想要节油只能在畅通路段,以中低转速进行定车速与转速的巡航驾驶。

但是日常代步时总是做不到的,可是只将这种机器作为增程器使用,发电时的转速是恒定且相当低的;那么增程系统的内燃机即使在起起停停的路段中行驶,状态也是“定转速巡航”的状态,这才是节能的核心基础。从增程技术的运行原理方面不能否认氢燃料电池技术的价值,但是综合对比则会发现这种技术完全没有存在的意义。


氢从哪来

制氢的方式多种多样,不过目前主要的方式还是PDH,其次则是通过电解水制氢。

很多鼓吹氢能技术的 汽车 爱好者对于制氢的方式成本其实完全不懂,认为有发展潜力只是因为日韩和德国等极少数国家看好这种技术,然而有没有发现这些国家有一个共同点——都是二战战败国(韩国略特殊),无法发展核能需要“另辟蹊径”找些替代方式,比如日本“苍龙潜艇”的API技术也是氢能,但是真正的大国都在用核潜艇。

但是日本为何如此鼓吹氢能呢?原因在于日本在白金点火时代囤积了大量的【PT(铂金)】,化油器是需要使用这种材料的;但是电喷技术的普及在一瞬间淘汰了化油器,于是日本需要一种方式来消耗PT,而制氢和制造燃料电池可以消耗,所以也才有了这种反常识的技术。


重点:电解水制氢,再用氢能发电的两次损耗都极大;比如用60kwh左右的电能可以制造出一公斤的氢能,而这些氢在燃料电池组中发电,平均只能转化出满足 100续航的电能——15kwh左右。

也就是说用六十度电的成本,经过两次转化后,最终只获得了25%的可利用电能,浪费高达75%!那么问题来了,似乎直接使用内燃机作为增程器,能量损耗也没有这么高吧。

这就是直接否定氢能也属于客观的原因,把方向放在电解水制氢上真的是诡异,相信这种技术有未来的人也是很傻很天真,可以说用此方式制氢再用氢的成本,要比 2.0T-B/C燃油 汽车 还要高,大型 汽车 更是会高到离谱,所以大车采用柴电增程。


【PDH-丙烷脱氢】技术是目前最成熟的制氢技术,其中氢能本质上看似是副产物,主要密度是制造丙烯;不过丙烯已经达到了全球供大于求的程度,这正是短时掀起的“制氢热”带来的结果。

结果则是依靠丙烯而难以为继,只有提高氢能的回收率才能维持,然而氢能还是只适合用于工业生产,在作为「动力燃料气」使用无法普及,最终还是会供大于求。


重点:丙烷是石油分馏的产物,毫无疑问以这种能源制氢首先与减排相悖,节能的概念是减少传统常规能源的消耗,因为煤炭石油天然气都是不可再生的,说白了用一些少一些且必然会用尽。石油的探明储量不足全球消耗34年,21世纪可能出现的战争都会围绕石油;那么利用丙烷脱氢还有发展前景吗?

在以常规能源制氢没有前景,电解水制氢也没有前景的前提下,其实还有一个最重要的原因是否定氢燃料 汽车 的核心——成本。


成本障碍

1:制氢成本非常高,氢能的价格也非常高!标准大约在接近每吨1.5万,每公斤的价格看似只要15元,似乎与电动 汽车 的价格相当。但是不要忘记这些氢能不是用嘴就能吹进 汽车 上的高压液态氢罐里的,只有建设加氢站才能保证 汽车 正常使用。

单日加注量超1000kg的加氢站建设成本是多少?——5000万左右,这是单纯的设备成本,综合土地成本的话,三线开外的城市应当要增加 1000万,1/2线城市的土地成本似乎还是要2000-5000万,也就是说建设加氢站的成本很有可能破亿。目前燃油 汽车 的加油站总数在10万左右波动,想要用氢能替代燃油则要有相当的基数,那么硬件设施就的是“多少个万亿”?


建设成本需要在氢燃料的价格上体现,日本本土的加氢站的价格,折算后的标准会达到65元左右一公斤;实际超过紧凑级车辆的氢消耗量很高,按照平均80km/1kg的能耗计算,每公里的开支大约为0.8元以上,真真的2.0T燃油车不见得能高到这个水平。

这就是氢能 汽车 得不到认可的原因之一,在日本本土的氢能 汽车 保有量还是四位数,能接受这种车型的消费者基数低到可以直接忽略。


2:氢能 汽车 的采购成本也是大问题,因为上文说明了制造氢燃料电池需要用到「PT」;铂金的价格一度是超过黄金的,一枚耳钉或戒指都不算便宜。那么作为催化剂使用数十克,而且还只是小功率的发电电池,动辄数万元一组还没有理想的发电效率,这种技术能普及?

重点是氢能 汽车 仍然要装备“三电系统”,其中动力电池的成本还是很高;于是这种车辆的价格就比较离谱了,比如综合续航与性能水平都非常平庸的代步 汽车 ,售价折算后要超过40万,只有“死丢皮特”才会接受这种车吧。


而且有没有想过这样一个问题,在动力电池重新回到铁锂时代之后, 500元一度的电池组,实现标准500km以上续航只需要70kwh左右的储能,成本最低2万左右、最高不足4万,电动 汽车 的价格已经可以很低了,所以增程技术是即将被淘汰的。

问题是把成本数万元的燃料电池组,以相同的投入扩容动力电池组,似乎续航里程超过1000km会跟玩似的。所以氢能 汽车 的所有技术都已经结束了,日本与欧洲部分国家推广这种技术,且把希望寄托于中国 汽车 市场,无非是仍为这块市场的用户水平低。


比如日本氢能株式会社的龙野广道就说过:“日本本土的氢能 汽车 发展障碍重重,重心应当但在中国”,这是多混蛋的说法啊。

要知道液态氢的能量密度是等量“T-N-T”的三十余倍,只要在碰撞中出现泄露与明火,那么瞬间就是由下至上的燃烧与“爆震”;以普通的5公斤容量的 汽车 为参考,只要出现问题那等于一个坦克集群同时朝一个点轰击。所以不要再鼓吹日本 汽车 技术了, 汽车 工业史上最恶劣的问题基本都来自日本。


天和MCN授权发布

很多人都说锂电池技术不行,氢燃料电池技术也不行,这确实也是事实都不成熟。而且浪费很多资源,现在最主要的。其实大家忽略了一个事情。就是电池模块的标准化。全国或者全球统一电池模块的标准化。加油站的功能就是替换电池中转。电动 汽车 不需要在自己家充电。而是像类似加油站那样充电站统一服务。电池模块化标准统一。实行两分钟之内快速替换。续航能力达到300~500公里就足够了。这样电池的回收系统和电池的统一再使用。将会极大的节省能源。必须国家层面制定统一的唯一标准的标准化。这个刻不容缓,比现在的混乱发展要重要的多。不论什么品牌的电池芯儿。都要求统一的尺寸和接口标准。不论什么品牌的电动 汽车 。都要求统一的服务站服务维修维护和替换电池。不然新能源的电动 汽车 就是一个诈骗经济诈骗老百姓的大忽悠经济。

锂电池与氢燃料电池各有千秋,都有前途,新能源里可以替代燃油车的两条技术路线。

锂电池技术比较成熟,当前新能源车的主要动力来源和技术发展。三元锂,碳酸铁锂,镍氢,氢氧化锂,从材料上的研发和不断突破,技术更新。一步步在提高锂电池在动力性能,继航里程上一直在提高。优势简便宜行,安全性能高,大规模生产降低成本,现在以锂电为主的新能源车,车价已降到能与燃油车相比,性价比高。行驶起来环保,对周边环境不会造成尾气排放,等二资空气污染。

锂电池劣势也很突出,电池技术需要突破。航行里程短,充电时间长,适合800公里以下中短程行驶。车型上在乘用车可以替代,大货车动力明显不足。

氢燃料电池的长处正好弥补锂电池的短处。充气时间短,行驶里程长。充一次气可行驶一千多公里。燃烧后,变为纯净的水,对环境没有污染。氢燃料电池动力强劲,可提供在大型柴油车上。但氢燃料电池短处也是显而易见的,建设氢气站安全性不好保障。极易燃烧。燃料电池安全性不高,行驶时存在隐患。另外氢燃料电池,技术发展还在初期,尚没有进行大规模生产,形成商业化。技术还需要完善和发展。

简言之,氢和锂电池两个可以互补。中短途用锂电比较好,长途用氢能作燃料经济实惠。两条技术路线,只要其中一条发展得完美。完全替代燃油车,另一技术路线可能就会停止研发。目前看来都没有达到尽美的地步。所以两个都有前途。锂电商业化走得更快些。

当然是锂电池了。

从应用上看,锂电池可以应用到许许多多的产品中,而氢燃料电池,基本上只在 汽车 领域可能会有所发展。

再从发展前景来看,当前锂电池的发展已经是全球规模,然而氢燃料却仅仅局限在少数几个国家的少数几个公司,而且距离真正成熟商用还远的狠。

最后从发展上限来看,未来 社会 必然是电力高度普及的 社会 ,电力的运用应该是炉火纯青的,锂电池的性能也肯定会有突破性的进展,然而氢燃料电池受限于燃料的生产运输等等,发展的上限是不高的。

最后我想说的是,锂电池可能不是极限,但终结锂电池的,肯定不会是燃料电池。

锂电池是没有前途的,充放电,电池衰减当前技术无法克服,中国只不过是骗保玩意,而且大家想过没有,当前这点点新能源车产量,锂矿和钴矿价格已经上天了,产量加100倍,这点矿够不够用。氢能源车还有瓶颈,但是没有资源瓶颈期,催化剂铂可以用其他元素代替。

又一个巅覆性技术革命 新能源方面的又一大革新

-----发动机余热再利用的技术项目,下面我先了解一下这项技术:

一 、技术简介:

这是一个发动机余热再利用的技术。

我们知道,现在的发动机做功后,其余热以废气的形式排到空气中,而机体余热我们还要加个散热片来散热,这样不但造成了污染还浪费了能源。

而本技术正好祢补了这一缺点。

因为,它是一种发动机的余热再利用术,所以,它也是一种环保节能的技术。

二 、目标和前景:

更重要的一点是:

因为它利用的是发动机的余热,如果发动机使用的是新能源(如:氢能),那么它就可以作为一款新能源发动机来使用。

因为,在当今新能源车是车企的最终发展方向,而它有分为几种方式:

1、纯插电电池(电瓶)式。包括锂电池等。

2、氢燃料电池式。

3、今后还要加我们这种"氢气发动机式"。

下面先说一下前面二种它们的优缺点:

第一种:结构简单,维修方便,但价格昂贵。

但不论哪一种使用何种电池都有一个"里程焦虑症"。而且充电桩不是什么地方都有的,且电池三年后更换价格昂贵还不环保。

而油电混动的国家不认为是新能源车。

使用增程器没有了里程焦虑症,短程还可以,长时间则:1、不环保。2、不经济。

第二种:主要是整车价格和加氢气使用时的价格昂贵,且不是一般的贵。

而我们的则结合了前二者优点,抛弃了其缺点:

1、整车价格仅比一般燃油车贵一点(他们是至少是5倍,甚至更高,而使用了本技术的车辆最多2倍或者2倍多一点)。

2、后续使用里程价格(即:使用氢气燃料价格)也比第二种便宜50%__70%,和一般的燃油车差不多。而他们则是燃油车的3倍以上。

3、没有"里程焦虑症"。

4、不像前二种,车型小气而且无太多车型,而该技术则不然,可以各种车况车型(包括大型工程车,运输车辆等),与一般的燃油一样,可选择性强,大气。

由此可以看出,其优势在各个方面非常明显。

国家已经给传统的燃油车给定了期限,到期禁售应该不会有太大的变动,而我们应该抓住这次机遇打一个翻身仗!

就目前的技术来看,氢燃料电池车在3到5年甚至更长一段时间内很难有大的动作,即便是有,单凭其整车价格高,氢气价格高也是其不会有大的作为和优势,因此,该技术则大有可为!

氢燃料与锂离子系列电池都是化学能转化为电能的目的提供动力的 目前的锂电的NCM镍钴锰系列材料的容量已经比较高 性能等已经基本满足小型客车的需求 再往后性能指标会越来越高;氢燃料电池有充电时间短 安全性高于锂离子系列电池的优点 但由于燃料电池是需要燃料来消耗反应 在 汽车 上必须安装储存燃料的容器 且当前氢燃料电池单位容量要小于锂离子的单位容量 对比得知目前氢燃料电池更适合商用车领域 锂离子系列电池适合小型客车 在往后的日子里两种电池会不断提高自身性能 所以个人觉得两者都有发展前途 因为两者所服务的需求也不一样

这是一个极容易打架的问题。锂电池与氢燃料电池各有优缺点。

细分下来,在充电/补充燃料时间、污染程度、续航里程、充电站成本、电池成本上,两位都有各自的强项。


比如氢燃料电池只需要几分钟就可以补给燃料,但锂电池即便使用超充一般也得一个多小时,像特斯拉V3超充这种虽然能有极快的充电速度,但并不代表一般情况。

至于污染程度、续航里程就不用多说了,这是氢燃料电池的强项。锂电池在续航里程上一直难以突破瓶颈,同时也会带来污染。


不过锂电池因为更加成熟,它的充电站成本、电池成本要比氢燃料电池低得多。据研究,一座加氢站的建设成本大概能抵5座锂电池充电站(这还不包括后期的维修养护)。

其实要我说,这两类电池有挺有前景的,不过他们未来的发展方向会不同而已。锂电池更适合乘用车,氢燃料电池则更适合商用车。


类似的结论,清华大学教授欧阳明高(中科院院士)在2018氢能产业创新发展论坛上有提到过——“经过多方实践,锂离子电池系统更适合替代汽油机,氢燃料电池系统更适合替代柴油机。这是当前技术研究为什么聚焦燃料电池商用车的原因。”

从国家规划层面我们也能看到这样的发展趋势。全球范围内也仅是日本和韩国在推乘用车燃料电池商用化,但除了丰田Mirai外,本田Clarity、现代Nexo、现代途胜ix卖得并不好。 除他们之外,绝大部分国家都是计划将氢燃料电池应用在商用车领域。

中国作为未来新能源最大的市场,大多数车企的未来3 7年规划(2020 2025年)中,有出现氢燃料电池字眼的,也基本都是出现在商用车名单上。

已赞过 已踩过<
你对这个回答的评价是?
评论 收起
高巨能
2021-04-13 广告
燃料电池是由电池负极一侧的氢极(燃料极)输入氢气,和在正极侧的氧化极(空气或氧气)输入空气或氧气。在正极与负极之间未电解质,电解质将两极分开。根据不同种类的燃料电池采用了不同的电解质,有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质。 追求性价比,就要参... 点击进入详情页
本回答由高巨能提供
推荐律师服务: 若未解决您的问题,请您详细描述您的问题,通过百度律临进行免费专业咨询

为你推荐:

下载百度知道APP,抢鲜体验
使用百度知道APP,立即抢鲜体验。你的手机镜头里或许有别人想知道的答案。
扫描二维码下载
×

类别

我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。

说明

0/200

提交
取消

辅 助

模 式