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2014年中锂电业十大热门事件(下)

2014-07-03 00:01
来源: 锂电网

  对于丰田的决策者而言,有一件事是肯定的:燃料电池车的环境优势需要依赖充足的绿色能源。虽然,燃料电池车充电时间短,行驶里程长,但能否标榜低碳取决于从水中分离氢气的过程所使用的电能是否来自可再生能源。然后,氢还需要要运输、压缩,再通过汽车配备的燃料电池转化回电能,用于驱动汽车。在这个过程中,能量的损耗高达70%。相比之下,采用锂电池电动车可将70%的电能转化为动能。但是,在丰田看来,如果最终的产品无法克服行驶里程的局限,这一巨大的效率优势依然毫无价值。

  物理学家广濑解释说,如果其他国家效仿德国,大量生产绿色能源,那么,燃料电池车效率低的缺点完全可以被克服。但是,这一目标似乎还很遥远。在福岛核电站事故之后,日本的能源产业问题重重。这个岛国目前所使用的电能主要依靠天然气、煤炭和石油。在德国,在能源转型之后,乡村地区随处可见风力涡轮。然而,风电只能满足德国8%的电力需求,而且极不稳定。

  根据德国联邦环境局的一份报告,“即使最大程度地发展可再生能源,到2030年,太阳能、风能和生物能所生产的电力盈余亦不足以满足氢气生产的需要。要实现绿色能源大规模用于氢气生产,至少要等到2050年。”对氢动力车的拒绝再清楚不过。

  这就解释了为什么人们对开发氢燃料毫无兴趣。德国只有15座氢燃料站。不久前,生产工业气体的林德公司下属一家机构宣布,到2023年要让德国的氢燃料站的数量增加到400个。但是这一目标听上去既不现实,从环保的角度看也没有什么吸引力。

  丰田公司很清楚这一切。“我们无法解决这些问题,”首席研发官嵯峨说。但是,他又接着补充说,丰田必须扮演开拓者。按照嵯峨的说法,丰田的目标是提供一款可以让用太阳能批量生产氢气成为可能的电动车。“否则改变永远无法实现。”他说的并非毫无道理,由于同样的原因,汽油引擎的出现要早于石油的开采。这同样解释了,为什么电动车一直不能被大众接受。它失败的原因在于,这是一款不成熟的产品,并非因为充电站点的短缺。

  没有人可以预知,燃料电池车对于汽车的未来到底意味着什么。但是丰田的孤注一掷显然引起了竞争对手的注意。戴姆勒的研发部负责人赫伯特·科勒说,“对于丰田,我满怀敬意,因为他们的目光长远。”这家总部位于斯图加特的公司是最早支持氢动力车的汽车制造商。1994年,戴姆勒推出了一款采用氢燃料电池的小型卡车。在当时,燃料电池和备用电池就占据了车身的一大半。之后,戴姆勒投入了超过10亿欧元用于燃料电池车的研发,并与福特和日产公司合作,成功降低燃料电池的生产成本,正准备将这一技术用于批量生产。现在,戴姆勒的电池组已经可以舒适地塞进一辆标准汽车,而不会占据乘客空间。三家合作公司计划于2017年推出第一款燃料电池车。

  与此同时,戴姆勒还与通用、本田和韩国现代汽车公司建立了合作。在对这一技术长期忽视之后,去年,德国汽车巨头大众公司也终于开始和加拿大燃料电池公司巴拉德结盟,以防错过未来的主流技术。

  丰田能否再次将竞争对手抛在身后?这个问题的答案主要取决于其氢动力车的售价。成本是燃料电池驱动系统发展缓慢的主要原因。最初的设计需要用到重达一磅的贵金属铂。戴姆勒的科勒说,现在,铂的使用量已经大幅减少,未来还可持续减少。关键的问题是:成本到底能够削减到什么程度?能够比使用锂电池的电动车更便宜吗?

  小木曾聪站在东京某试车场上临时搭建的帐篷前。52岁的小木曾是混合动力车研发小组成员,也是嵯峨最有潜力的接班人。日本和美国车手正在跑道上测试燃料电池车性能。帐篷中展示着车的引擎。它们看上去小巧、轻盈、便于安装。眼前的一切无疑证明,这一技术显然是可行的。人们迫切希望知道的是,这种车的售价。

  小木说了两个数字。第一款批量生产的燃料电池车售价在50 0万-1000万日元之间,大约相当于3.7万-7.4万欧元。相比锂电池车,7.4万欧元已经相当便宜,3 .7万欧元则相当于一款中等传统汽车的价格,考虑到它采用的全新驱动技术,实在无法不让人赞叹。戴姆勒的科勒不愿对这两个数字发表评论,但他显然无法掩饰自己的惊讶。

  9、铝空气电池迎商业化契机

  在2014年亚特兰大先进汽车电池会议(该会议于2014年2月3日-7日于美国亚特兰大举行)上,美国铝业公司与以色列Phinergy公司就Phinergy铝-空气电池的进一步研发问题签订了联合开发协议。

  铝空气电池作为非充电电池,早在20世纪60年代便已问世,并具有非常高的能量密度。铝空气电池由催化空气阴极、电解质和金属铝阳极组成,其理论能量比为8.1千瓦时/千克,仅次于锂-空气电池的13.0千瓦时/千克。然而,由于铝空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢,这不仅会导致阳极材料的过度消耗,而且还会增加电池内部的电学损耗,因而严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。以往解决以上问题的方法主要是将高纯度金属铝中掺杂特定的合金元素以提高金属铝阳极耐腐蚀性,或者在电解质中添加腐蚀抑制剂。

  美铝公司执行副总裁兼首席技术官Raymond Kilmer博士最新表示,美铝公司在技术材料方面具有非常广泛的专业知识,并且在新产品商业化方面具有丰富的经验,此次将Phinergy铝空气电池商业化对于Phinergy公司而言也非常具有吸引力。目前,汽车行业正在寻求一种可以替代传统汽油的全新零排放无污染能源,而Phinergy铝空气电池可以保证汽车具有良好的巡航里程,因此该Phinergy铝-空气电池是最有可能替代传统汽油实现零排放无污染的新能源。

  Phinergy公司方面表示,已开发出一种金属铝阳极专有生产工艺,该工艺可以提高金属铝的能量利用,并降低不必要的化学反应能量消耗。Phinergy公司还表示,其还开发了一套先进的电池管理系统,目的是为了提高电池的能量利用。Phinergy铝空气电池的空气阴极配备有专用的银基催化剂,其采用了独特的创新结构,该结构可以使氧气顺利通过,而可以将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构,Phinergy铝空气电池的空气阴极可以有效避免电极的碳化问题,工作寿命也因此可以达到数千小时。Phinergy铝空气电池工作时,其内部的金属铝反应变为氢氧化铝。而氢氧化铝可以经过铝厂加工进行回收利用,这样便可以实现可持续利用。

  根据Phinergy公司介绍,Phinergy铝空气电池中共包含50块铝板,其中每一块铝板所产生的能量都可以单独驱动汽车行驶20英里,因此整个Phinergy铝空气电池的续航里程可以达到1000英里(约合1600千米)。另外,Phinergy铝空气电池也已经成功集成应用到了电动汽车展示中。除应用在电动汽车行业中外,Phinergy还表示其金属空气电池还可以应用于固定能源应用,如医院、数据中心用商业应急发电机,通用发电机以及可移动房屋、无人驾驶汽车等国防应用等。

  点评:铝空气电池一问世就收到业界热捧,光环一点也不少于特斯拉与石墨烯,因此它成为了当之无愧的十大热门事件之一。

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