補充氫氣燃料的基礎設施造價高昂
氫氣具有爆炸性,很難處理。輸電就相當簡單。氫氣
燃料電池汽車需要對制造和運送環(huán)節(jié)投入巨資,每一個環(huán)節(jié)又會增加成本、復雜性和污染。
氫
燃料電池車以及加氫的技術難度較高,還有氫燃料供應社會體系建設的難度相當高,不像插電式混動車、純電動車一樣可以與現(xiàn)有的傳統(tǒng)汽油車加油站或國家電網(wǎng)等這些基礎設施兼容,而氫燃料的社會體系需要重新建設。
結(jié)論:
1、氫燃料電池組價格較貴,且不支持大倍率放電;
2、仍然不能脫離儲能鋰電池的支持;
3、反應堆實際效率僅50%左右,這還不算裂解天然氣、壓縮氣體的能耗;
4、加氫站昂貴,只有動員整個社會體系才能做到;
5、目前沒有保證安全性的切實方案。
6、氫燃料電池的實用性:即使燃料電池技術能夠做得完善、廉價,氫氣的生產(chǎn)、運輸和儲存都會是一個比電動車充電煩惱得多得問題!
二、超級電容:
1.宏觀上提高電容器內(nèi)的電場強度,涉及兩個問題:
1)單位面積上電荷密度,這受到材料的原子之間的結(jié)合力的限制,目前人類實用的金剛石是的原子之間的結(jié)合力是最大的,如果每個金剛石的C原子帶一個電荷,那么相鄰原子上的電荷斥力將遠遠大于金剛石的C原子之間的結(jié)合力,這導致,不可能實現(xiàn)每個原子上都帶上電荷,只能相距幾十上百個原子上才能帶一個電荷,因此,金剛石表面電荷的密度不可能大到相鄰原子的電場強度的水平。
2)撇開上面電荷之間的排斥作用不談,電容器極板之間的距離則在原子距離10的6次方以上量級,要提高兩個極板之間的電場強度,必須提高介電常數(shù),這個常數(shù)得在10的6次方以上,目前,美國的最好的值也不到10000,相差100倍以上。
2.超級電容器在通電的幾秒內(nèi),電流會非常大,對整流部分沖擊很大,正常的超級電容器充電過程是先恒流再恒壓,或者就是恒流充電,到電壓上限時就停止,而且上電瞬間的恒壓大電流充電,對超級電容器的電極來說是致命的。超級電容器不能夠說是與電池類似,目前,超級電容器從儲存電荷的原理上,分為雙電層電容器和贗電容型電容器。雙電層電容是依靠電荷吸附儲存電荷,而贗電容是依靠表面的氧化還原反應儲存電荷。對于雙電層電容器來說,與電解電容很相似,目前主流的電極材料就是活性炭。而贗電容超級電容器除了有雙電層電容的效應以外,還有發(fā)生在表面的電化學反應,一般比較常見的就是鈷鎳錳的氧化物、硫化物,這個比較類似于電池材料,但也有不同,電池材料儲能是在體相中發(fā)生,反應程度比較深,而贗電容是發(fā)生在表面或者體相中的二維平面上,反應程度很淺。這兩種形式的電容器,各有利弊,對于雙電層來說,它的充放電電流可以比較大,充放電速度比較快,循環(huán)壽命比較長,缺點就是它的能量密度比較小。而贗電容型超級電容器,它的優(yōu)點是能量密度比較大,但由于存在電化學反應過程,電荷傳遞阻抗比較大,所以它的功率密度比較小,充放電電流不能太大,否則電極材料容易出現(xiàn)不可逆的晶型轉(zhuǎn)變,所以贗電容電容器的循環(huán)壽命比較差。
3.超級電容快速充電需要解決電網(wǎng)沖擊問題。
4.超級電容需要解決快速充電發(fā)熱問題。
結(jié)論:現(xiàn)有技術無法實現(xiàn)超級電容大容量和快速充電問題。
三、金屬空氣電池:
放電功率低,能效較低。最主要的是:金屬空氣電池同樣需要換電;
四、快速充電:
動力電池是
新能源汽車的心臟。盡管目前國家大力推廣電動汽車,但是續(xù)航里程短、充電時間長等短板,依舊阻礙著電動汽車大量進入尋常百姓家,因此被寄予厚望的“新材料之王”石墨烯總是話題不斷。
鑒于石墨烯可能存在的突出性能,近年來關于石墨烯應用的消息總能引發(fā)關注,如此前媒體廣泛報道的“充電8分鐘,行駛1000公里”。
1.行駛1000公里大概需要180千伏安時(度),按理論最高的充電效率95%計算,電池發(fā)熱為180*1000*3600*5%=32400000焦耳,意味著把324公斤水提高100度,金屬比熱小,提高的更快!僅這一點,目前技術無解。
2. 需要解決電網(wǎng)沖擊問題。
3. 快速充電嚴重縮短電池壽命。
結(jié)論:現(xiàn)有技術無法實現(xiàn)電動汽車動力電池在短時間內(nèi)快速充電問題。
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