氢气内燃机与氢气燃料电池的区别

上海宸跸科技
2022-11-09

氢气内燃机与氢气燃料电池这几年一直备受大众的争议,今日小编从工作原理、以及经济性、排放性、舒适性、动力性一个简单的对比分析:

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1、从工作原理来看

氢内燃机遵循热力学定律,而氢燃料电池遵循的是电化学定律。氢内燃机是热机,其最大效率受到卡诺效率的限制。相比之下,氢燃料电池的效率受到吉布斯自由能的限制,吉布斯自由能通常高于卡诺循环的自由能。

2、从排放性看

氢燃料电池排放只有水,但是氢内燃机会产生氮氧化物,好在两者都没有碳排放。

3、从经济性看氢燃料电池系统成本很高,尤其是里面的质子膜,基本上全靠进口,虽然也有国产的,但是仅仅是能用。此外,氢燃料电池需要氢的纯度很高(99%),这无疑大大增加了制氢的成本。而氢内燃机则不需要高纯氢即可工作,甚至也可以烧汽油。Alset GmbH公司就曾开发了一种混合氢系统,允许车辆单独使用汽油和氢燃料或与内燃机同时使用。

4、从舒适性看

氢燃料电池工作安静,而氢内燃机由于燃烧会有震动噪声的产生。

5、从动力性看

氢内燃机由于受卡诺循环的限制,其热效率不如氢燃料电池高。氢燃料电池系统的效率可以达到60%,但是目前氢内燃机的热效率仍在40%附近。

6、从发展的角度来看

对于氢内燃机、像马自达、宝马在前些年搞过一阵子,目前,国内有许多公司在研究。

比如长城研发的氢气发动机能输出最大功率120kW,峰值扭矩230N·m,并且搭载氢气专用直喷系统、高压耐腐蚀氢气供给系统等多项新技术,发动机的热效率达到42%以上,此外长安汽车也有研发氢发动机的报道。国内的高校当中,北京理工大学车辆学院孙教授也已经研究氢内燃发动机很多年,并做出了许多突出成果。


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