科學家生活垃圾提取氫 可驅動燃料電池汽車
時間:2014-03-28 17:18來源:汽車網 作者:智楓
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活垃圾可以從多種途徑進行廢物利用，包括生產出新材料或用于發電等等。近期，美國加利福尼亞大學歐文分校（University of California at Irvine）的科學家Jack Brouwer則利用家庭用品廢棄物或食物殘渣中提取氫，將其用于驅動氫燃料電池汽車。
許多汽車制造商將燃料電池汽車視為繼傳統汽油車之后的可替代能源車。美國加利福尼亞州已經計劃在2015年底之前建造68座加氫站，到2017年增加到100座以上。
韓國現代汽車今年則宣布，計劃在美國以租賃的形式投放燃料電池版途勝跨界車，該車存滿氫燃料后單次最大行駛里程為480公里。租賃價格為每月499美元，或一次性付款2,999美元可使用三年。
現代汽車這一舉動表明了從前只是被視為一種替代傳統汽車可行方案的燃料電池車正在逐步靠近商業化。
目前，豐田與寶馬、本田與通用、福特和日產及戴姆勒分別形成了3大燃料電池車研發聯盟。美國加州正因為其嚴苛的排放法規存在，從而推動了該地區燃料電池車的發展，也有更多的車企愿意在該地區試驗性投放燃料電池汽車產品。
新型制氫法
大部分工業設施中生產氫氣的原理都是將天然氣CH4分解，形成碳原子與氫氣。
但制氫的方法不止這一種，Brouwer教授與其團隊則開發出另一種方法。在加州大學歐文分校的燃料電池研究中心里，研究者利用南加州地區人們的生活垃圾或下水道污泥、污水等物質中提取氫。
首先，污泥被分解成水和生物固體。污泥中含有的廢水則被過濾、提取進行再利用。生物固體進入真空槽，被其中存在的細菌微生物分解。在這一過程后，將會產生一種氣體，由60%的甲烷和40%的二氧化碳組成。
大部分真空槽中的甲烷氣體都用于電力生產，另一小部分則進入研究團隊所開發的燃料電池轉換設備中，甲烷在其中經過處理后將能產生電、熱和氫氣。其中，氫氣被輸送進入幾百英尺外的公共加氫站，供燃料電池車加注。
氫燃料電池車的發展歷程
十年前，就有人預測燃料電池車即將商業化，現在看來當時的預測并不準確。燃料電池車至今也只能說“正準備”走向商業化。
鮑姆聯合會（Baum & Associates）分析師Alan Baum指出，燃料電池技術目前已經走出實驗室，不過離商業化還有一段距離。
途勝燃料電池車中采用了碳纖維儲氫罐，其可承受10000磅/平方英寸的壓強。
氫燃料電池車完全由電機驅動，與純電動汽車相同。但與電動汽車純粹依靠電網電力驅動不同的是，燃料電池車內部有著其獨特的化學反應而產生驅動力。氫氣經過塑料薄膜和鉑金板產生電力。但鉑是稀有金屬，因此燃料電池的成本非常高，儲氫罐的成本同理也相當高昂。
在10年前，一輛燃料電池車的成本約為100萬美元。本田、現代、通用、戴姆勒均表示燃料電池車量產后會大幅降低其成本。豐田更是制定了明確的目標，其將在明年在美國市場上出售售價僅為5萬美元的燃料電池車。這一價格相比十年前，成本減少了95%。生活垃圾可以從多種途徑進行廢物利用，包括生產出新材料或用于發電等等。近期，美國加利福尼亞大學歐文分校（University of California at Irvine）的科學家Jack Brouwer則利用注入家庭用品廢棄物或食物殘渣中提取氫，將其用于驅動氫燃料電池汽車。
許多汽車制造商將燃料電池汽車視為繼傳統汽油車之后的可替代能源車。美國加利福尼亞州已經計劃到2015年底之前建造68座加氫站，到2017年增加到100座以上。
韓國現代汽車今年則宣布，計劃在美國以租賃的形式投放燃料電池版途勝跨界車，該車存滿氫燃料后單次最大行駛里程為480公里。租賃價格為每月499美元，或一次性付款2999美元可使用三年。
現代汽車這一舉動表明了從前只是被視為一種替代傳統汽車可行方案的燃料電池車正在逐步靠近商業化。
目前，豐田與寶馬、本田與通用、福特和日產及戴姆勒分別形成了3大燃料電池車研發聯盟。美國加州正因為其嚴苛的排放法規存在，從而推動了該地區燃料電池車的發展，也有更多的車企愿意在該地區試驗性投放燃料電池汽車產品。
現代汽車“途勝燃料電池車項目”
現代的“途勝燃料電池車項目”將首先面向洛杉磯和加州的橘郡（Orange Counties），因為這兩處地區的加氫站數量最多。現代汽車表示，上個月，其官網上該項目網頁的瀏覽量達到了9萬次，這意味著可能會有數量可觀的燃料電池車潛在用戶。
現代美國可替代能源車輛項目負責人Gil Castillo表示，其希望通過此次的租賃項目了解到用戶是否在使用過程中發生了問題，并進行解決。
途勝燃料電池車在韓國蔚山工廠生產，與汽油版途勝采用同一生產線。每千克氫氣約能供該車行駛50公里，車上的兩個儲氫罐約能儲存5.64千克氫氣，在加氫站花費3分鐘即可將燃料補滿。加州壓縮天然氣的售價大約在5-10美元/千克。
作為對比，特斯拉的85千瓦時最高功率版本單次充電行駛里程約為250英里，不過即便采用特斯拉“超級充電站”，也需要花費30分鐘才能將電池組充滿，而用家中普通電源更是需要8小時。
穆斯克與其他不看好燃料電池車的人士認為，其生產成本高，過程復雜，前者更是曾將燃料電池“fuel cell”貶稱為笑料電池“fool cell”。其反對燃料電池車的另一個理由是，盡管車輛本身不排放污染物，但工業設施在從天然氣中制氫時，會產生碳排放。
而此次加州大學Brouwer教授的科研項目中采用了用微生物分解天然氣的方式產生氫氣，過程中產生的40%二氧化碳被保存在真空槽中。Brouwer表示，這一方案完全滿足加州的“環保”法規。
Brouwer表示，目前新系統的制氫技術方面沒有問題，其團隊已經細化了廢物處理工廠中的制氫過程，能夠以一半的設施空間制造出5倍于以往的氫氣。另外，其表示若在加州所有的廢物處理工廠均配備新的制氫系統，產生的氫氣將足夠供應占據加州道路10%的汽車數量。資金支持該項目的機構包括加州政府、美國能源部等。而與Brouwer團隊共同設計這項新系統的機構包括燃料電池能源公司（FuelCell Energy Inc.）以及美國空氣產品和化學品公司（Air Products & Chemicals Inc.）。
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