■ 新能源不能来自老污染
当然,燃料电池产品虽然有着众多优点,却也因为技术原因有着自己的问题。其中最重要,也是被挑战最多的便是能量之一的氢气制取。如果仍旧通过火力发电,随后电解水得到氢气,那么纯电动车被质疑的污染问题也会困扰着它。在这个问题上,日本已经找到了一些解决方案。
近年来,世界主流的车用燃料电池产品均为氢燃料电池,但自然界中单质氢气存在相当少见,因此制氢就成为使用整个产业链的源头问题。目前,氢气在很多行业以一种副产品的形式存在,这些行业主要集中在制碱和冶炼等高温工业领域。
由于氢气并不是最终的生产目标,所以导致副生氢气在规模、成本和品质方面有一定的差距。因此,在核能发电计划受影响后,日本尝试探索化石燃料反应、电解水、生物制氢、太阳能、风能等多种形式制氢。
- 变废为宝:化石燃料反应
从供给数量上看,目前绝大多数氢气来自天然气和石油燃料反应。在这之中依靠天然气和水,即甲烷和水经过高温产生一氧化碳和氢气的方式是其中最主流的方法。这种制备方法除了可以取得数量较大且纯度较高的氢气外,同时还具备加工成本相对较低以及排放温室气体较少的优点。
另外,从2017年开始,日本尝试从海外进口廉价氢气。其中川崎重工业株式会社(Kawasaki Heavy Industries)已在澳大利亚设立工厂,在当地他们使用廉价褐煤生产氢气。
- 初中物理解决问题:电解水
电解水制氢是目前工业制备高纯度氢气的主要方法,目前分为电解盐水和电解纯水两种方式。成本方面,电解纯水相对电解盐水更高。副产品方面,电解纯水的产物只有氧气和氢气。而电解盐水除了可以获得氢气外,还可以得到苛性碱、氯气等。
电解水与电解盐水两者制备氢气的纯度都相对较高,可以达到99.99%,也就是说都能满足燃料电池使用需求,不过盐水电解要更具规模更容易形成产业化,且在生产速度和能耗上比电解水更高。