雄韬燃料电池周报(第十二期)
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【真正零排放】零排放客车正式亮相北京展会并引起了行业的广泛关注,或将引发仿真技术变革。
【燃料电池客车高调亮相】今年5月,在北京国际道路运输、城市公交车辆及零部件展览会上,宇通客车将燃料电池客车亮相,引起了行业的广泛关注。
据了解该燃料电池客车新品采用全球领先的燃料电池系统,其续航里程可达到600公里,真正的零排放,为新能源客车进一步突破行业发展瓶颈做出了贡献。与此同时,福田汽车5月23日晚发布公告称,该司接到了有车(北京)新能源汽车租赁有限公司购买100辆欧辉氢燃料电池电动客车的订单。
该订单产品为8.5 m燃料电池电动客车,规格型号为BJ6852,总订单量为100 辆,是目前全球最大批量的氢燃料电池电动客车订单,也是第一个实现国家863计划重点项目闭环(实现批量商品化生产)的订单。
【仿真技术问世】5月21-22日,武汉理工大学主办了2016燃料电池模拟仿真研讨会。中国科学院陶文铨院士介绍了质子交换膜燃料电池连续介质模型和多尺度方法在质子交换膜燃料电池研究中的应用,并对燃料电池数值模拟研究进行了展望。本次会议主席、武汉理工大学潘牧教授也认为随着高速计算的发展,模拟仿真技术对燃料电池基础理论研究,如催化剂开发、电池设计以及系统优化等方面将扮演重要的角色。
【售价】目前预计其售价会在75$左右,而每节燃料电芯的花费大约为1 $,且若一切顺利,年底就有该产品出售。
【车载储氢罐】丰田公司抢占先机,率先通过安全测试。
丰田公司公布了其车载储氢罐在极端环境(车辆高速撞击以及大口径复枪射击等)下的安全性能,结果显示储氢罐并没有出现预期的起火甚至爆炸。丰田对储氢罐的制造工艺与系统的精心设计及使用的氢气本身保证了整个系统的安全性,同时超过了人们的预期。
丰田对车载储氢罐的安全性能进行了严格的测试。首先对所有可能的破坏风险进行理论评估,然后对所有可能的破坏方式进行严苛的验证,包括射击试验、长期高压下的充气放气试验、极端温度环境测试、化学品浸润试验等等。这里的射击试验并不是真正地使用枪械对着罐体射击,而是模拟罐体在某点集中受力时的表现。结果表明,实验条件下罐体并没有损坏,而氢气则在15至30秒时间内完全排除,这不会引起大的灾难。结果还表明,只有a.50口径的子弹才能贯穿现有的储氢罐,这是大口径狙击步枪所用的子弹。
【Climate Action】燃料电池商业化的生态价值
美国能源部(DOE)能源效率与可再生能源办公室(EERE)宣布旧金山被选为首个Climate Action Champion,将率先在加州本地交通推广氢能与燃料电池技术,并且委托Strategic Analysis公司进行多项调研计划。据悉,加州将投入475万美元用于地区氢能教育以及推广计划,促进燃料电池电动车以及氢能基础设施的部署。此外,加州将对氢能燃料电池汽车,氢能储存、生产以及交付技术展开详细的成本分析,使氢能与燃料电池产业向商业化迈进。
日本九州大学于2月10日宣布,从理论上查明了通过纳米颗粒化使通常无法混合的金属元素相互均匀混合在一起的机理。钯(Pd)与铂(Pt)是散料状态下无法混合的原子,而制作Pd和Pt的核壳纳米颗粒并实施氢处理后,便可合成Pd与Pt以原子级别均匀混合的纳米颗粒。这种核壳纳米颗粒能够用作燃料电池催化剂,但存在的问题是,由Pd与Pt均匀混合的纳米颗粒形成的催化剂在工作过程中催化能力会下降。而且,Pd与Pt为何能够在纳米颗粒化后相互混合在一起,其机理一直未能查明。
日本九州大学研究使用由711个原子构成的相当于约3 nm粒径的PdPt纳米颗粒模型,评测了不同混合状态的稳定性。考虑到相当于实验环境的温度带来的影响,运用源于振动和配置的熵(作为杂乱性指标的状态量)效应,比较了PdPt纳米颗粒的过剩能量,结果证实,均匀混合的PdPt纳米颗粒与Pd核-Pt壳纳米颗粒相比,能够以更稳定的状态存在。其原因之一是,在散料状态下不稳定混合的焓(与伴随状态变化的发热及吸热运动相关的状态量)在纳米颗粒状态下,受表面效应等影响,热力学方面发生了变化。另外还发现,即使成分相同,在不同混合状态下也可获得不同的电子状态,这表明有望实现不同的活性。
通过运用此次的研究成果,对于在散料状态下无法混合的元素组合,也可根据密度泛函理论来预测作为纳米颗粒稳定混合的组合。另外,还可用于制定自由控制混合状态的策略,不混合不想混合的元素。金属纳米颗粒的最佳粒径因用途而异,在工作环境的影响下,粒径会在长期运用中肥大化。另外,稳定性及电子状态也因构成元素的种类及混合比例而异。
这次研究有望为燃料电池催化剂及尾气净化催化剂用新物质的研发开拓一条现实的道路。今后,九州大学将运用相关理论研发拥有高催化活性及新物性的金属纳米颗粒,推进实际应用。