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燃料电池汽车(FCEV)

用车载燃料电池以氢发电的电动汽车,尾气只有水蒸气。

燃料电池汽车用碳纤维储罐储存压缩氢气,乘用车通常为 700 bar,公交车和卡车为 350 bar。质子交换膜燃料电池电堆让氢与空气中的氧结合发电,驱动电动机;一块小型缓冲电池负责应对功率峰值并回收制动能量。

氢 LHV:33.3 kWh/kg (120 MJ/kg)
乘用车消耗:约 0.8–1.1 kg H2/100 km
例:丰田 Mirai,5.6 kg 储氢,WLTP 650 km
燃料电池电堆效率:约 50–60% (LHV)

优点:3–5 分钟加满氢,在重载工况下续航更长。缺点:总效率远低于纯电动汽车。电解制绿氢(约 65–70% LHV),再压缩(约 10% 的能量损失),最后在燃料电池里转换回电,从电到车轮的效率约为 25–35%,纯电动汽车则是 70–80%。所以燃料电池汽车每公里大约要多用 2.5–3 倍的电。

市场推广已经停滞:到 2024 年,全球上路的燃料电池汽车约 90,000 辆,主要在韩国、美国(加州)、中国和日本;2023–2024 年,德国和加州有许多加氢站关闭。兴趣已经转向重卡、公交车,可能还有铁路,不过电池卡车在这些领域也在竞争。如今大部分氢是用天然气制取的灰氢。

相关术语

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  • 燃料电池

    不经燃烧,把氢或其他燃料的化学能直接转换为电和热的电化学装置。

  • 绿氢

    用可再生电力驱动电解槽电解水制取的氢,直接 CO2 排放接近零。

  • 纯电动汽车(BEV)

    完全由车载可充电电池供电、靠电动机驱动、没有内燃机的车辆。

  • 油井到车轮排放

    车辆单位里程的温室气体排放,包括能源的生产和输送(油井到油箱)以及在车上的使用(油箱到车轮)。

  • 灰氢

    以天然气为原料、通过蒸汽甲烷重整制取且不做碳捕集的氢;目前占主导、最便宜的制氢路线。

  • 电解槽

    用电流把水分解成氢和氧的电化学装置,是绿氢生产的核心设备。