說起新能源汽車大家都不陌生。其中，氫燃料以其綠色、高續(xù)航等優(yōu)點，正在成為新能源汽車的主要發(fā)展方向之一，很多企業(yè)和機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始著手氫燃料的研究和開發(fā)。氫燃料電池電池汽車是氫能源的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。氫能源以其諸多優(yōu)勢，被稱為“終極能源”，隨著科技水平的不斷進(jìn)步，它還將在更多領(lǐng)域大顯身手。

01

氫能源是一種清潔可再生能源，能夠與電能實現(xiàn)高效的相互轉(zhuǎn)換，被認(rèn)為有望成為能源使用的終極形式。與此同時，氫能源還擁有比化石能源更高的能量密度、各類能源中最低的發(fā)電建設(shè)成本、利用工業(yè)尾氣制氫或棄電水解制氫等優(yōu)勢，對節(jié)能減排可起到?jīng)Q定性的作用。

氫能源是一種二次能源，它通過一定的方法利用其他能源制取，不像煤、石油、天然氣可以直接開采。氫位于元素周期表之首，原子序數(shù)為1，常溫常壓下為氣態(tài)，超低溫高壓下為液態(tài)。作為一種理想的新的合能體能源，它具有以下顯著的特點：

重量最輕，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，密度為0.0899g/L，－252.7℃時可成為液體，若將壓力增大到數(shù)百個大氣壓，液氫可變?yōu)榻饘贇?；?dǎo)熱性最好，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍；普遍無色，據(jù)估計它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。據(jù)推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍。

氫的特征決定了氫能源擁有無可比擬的優(yōu)勢。氫能源擁有理想的發(fā)熱值，除核燃料外，氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142351kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍；燃燒性能好，點燃快，與空氣混合時可燃范圍廣、燃點高、燃燒速度快；與其他燃料相比，氫燃燒時最清潔，除生成水和少量氮化氫外，不會產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氮化氫經(jīng)過適當(dāng)處理也不會污染環(huán)境，且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復(fù)循環(huán)使用，產(chǎn)物水無腐蝕性。

利用形式多，既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料；以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求；可以取消遠(yuǎn)距離高壓輸電，代以遠(yuǎn)近距離管道輸氫，安全性相對提高，能源無效損耗減??；氫可以減輕燃料自重，可以增加運(yùn)載工具有效載荷，從而降低運(yùn)輸成本……

02

燃料電池被譽(yù)為氫能最佳利用方式，它通過電化學(xué)反應(yīng)直接把氫能轉(zhuǎn)變成人們需要的能源，具有高效、安全、清潔等優(yōu)勢。隨著技術(shù)不斷突破和成熟，氫燃料電池技術(shù)已大面積普及，并在多個應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營階段，為氫能的利用運(yùn)作提供了技術(shù)支持和保障。但是，氫能與氫燃料電池一直未能實現(xiàn)大規(guī)模市場化應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)化亟待落地。

那到底哪些因素制約了氫能與燃料電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程呢？

從制氫環(huán)節(jié)上看，現(xiàn)有制氫技術(shù)大多依賴煤炭、天然氣等一次能源，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保性問題依然突出。利用生物質(zhì)氣化制氫尚不成熟，利用太陽能或風(fēng)能等可再生能源則存在效率低、綜合成本高等問題。

從儲氫環(huán)節(jié)上看，雖然加壓壓縮儲氫技術(shù)、液化儲氫技術(shù)、金屬氫化物儲氫技術(shù)和有機(jī)化合物儲氫技術(shù)均取得了較大進(jìn)步，但儲氫密度、儲氫安全性和儲氫成本之間的平衡關(guān)系尚未解決，離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還有一定差距。

從用氫環(huán)節(jié)上看，氫燃料電池汽車規(guī)模不足，導(dǎo)致加氫站建造成本居高不下、難以大規(guī)模鋪設(shè)，加氫站數(shù)量不足反過來又導(dǎo)致用戶難以選用氫燃料電池汽車。總體來看，用氫環(huán)節(jié)的便利性和成本控制難以兼顧。

03

水氫機(jī)是采用汽化催化重整及純化多項技術(shù)從甲醇水中獲得高純氫，通過燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生電、熱等多種能源的系統(tǒng)裝置。該系統(tǒng)利用小型化移動制氫與燃料電池高度集成的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)大規(guī)模制氫再分散利用，巧妙避開氫氣使用的壓儲運(yùn)瓶頸，實現(xiàn)小型化移動制氫和發(fā)電一體化的目標(biāo)。

在水氫機(jī)的技術(shù)路線中，甲醇水重整制氫技術(shù)與燃料電池發(fā)電技術(shù)得到高度集成，高效的智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)了氫氣的即產(chǎn)即用，并為燃料電池發(fā)電提供可靠的高純氫氣。水氫機(jī)有效的避開了燃料電池的加氫問題、用氫問題及大規(guī)模加氫基礎(chǔ)設(shè)施的布局問題，為氫能與燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用提供了一條切實可行的路徑。

目前，水氫機(jī)的產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)在如火如荼的開展中。2018年集團(tuán)依托國家對新能源產(chǎn)業(yè)的政策鼓勵與支持，充分利用優(yōu)勢資源，啟動了AH7500水氫機(jī)的產(chǎn)業(yè)化項目，并率先在濰坊正式啟動10萬套AH7500水氫機(jī)產(chǎn)業(yè)化項目，立足全面提升7.5kW水氫機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)、檢測能力。此外，水氫9＋1產(chǎn)業(yè)鏈布局在湖南株洲、貴州畢節(jié)、山西大同、河北石家莊等地也積極推進(jìn)中。

AH7500水氫機(jī)產(chǎn)業(yè)化項目集中優(yōu)勢人才與技術(shù)骨干，實現(xiàn)以技術(shù)帶動產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)驅(qū)動技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)水氫機(jī)的進(jìn)一步創(chuàng)新與發(fā)展。同時，該項目突破氫燃料電池在推廣應(yīng)用中存在的經(jīng)濟(jì)性和安全性問題，快速實現(xiàn)氫燃料電池在新能源汽車、直供電源、備用電源等領(lǐng)域的應(yīng)用，加速氫能的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

來源：陜西日報

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