零汙染氫動力SUV駛入車道

未來汽車競賽中的一個競爭者已在普通駕駛員手中


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像她許多鄰居一樣,瑪麗亞·雷基亞-奧尼爾在紐約市北部的賴布魯克家中的車道上停放著一輛運動型多功能車。她開著它上下班和在城裡跑腿。但儘管她的車看起來像任何其他SUV,她的雪佛蘭Equinox卻有極佳的燃油經濟性,並且不排放任何汙染物或導致氣候變化的二氧化碳。那是因為它是一輛氫燃料電池電動汽車——美國汽車製造商通用汽車公司為駕駛員提供的40輛用於路測的汽車之一。

雷基亞-奧尼爾說:“我目前的平均水平是每公斤[壓縮氫氣]行駛44.4英里[71.5公里],這應該相當於一加侖汽油。”在短短兩週的駕駛中,紐約州切斯特港公立學校系統的科學區協調員已經在這輛車上行駛了至少600英里(965公里),她的燃料電池Equinox在三個滿箱(每個儲罐略多於四公斤,或8.8磅的壓縮氫氣)的氫氣下行駛了191英里(307公里)。她說:“我覺得自己正在創造歷史,這是一種令人興奮的旅程,因為它與眾不同。”

雷基亞-奧尼爾並不是第一個駕駛氫動力汽車的美國人,她的郊區家庭也不是第一個享受它的人。這項榮譽屬於加利福尼亞州雷東多海灘的斯帕利諾一家,他們在2005年獲得了本田FCX轎車進行試駕。雪佛蘭Equinox也不是通用汽車(GM)生產的第一輛燃料電池汽車:1966年的Electrovan是一款笨重且價格高昂的燃料電池廂式貨車,從未走出實驗室,它是這家美國汽車製造商製造的大約40輛氫燃料汽車中的第一輛。她甚至不是威徹斯特縣唯一駕駛通用汽車燃料電池Equinox的人。

但雷基亞-奧尼爾無疑處於美國和全球汽車市場從標準汽油燃料內燃機向更環保汽車轉型的最前沿。從所謂的彈性燃料汽車(可以從乙醇無縫過渡到汽油)到汽油-電動混合動力汽車,新型汽車和卡車正在進入道路。

氫燃料電池汽車正在與下一代混合動力汽車技術(可以插電充電電池,而不是依賴汽油發動機)競爭,成為未來的電動汽車。通用汽車研發副總裁拉里·伯恩斯說:“我們正在這裡進行一場真正的有趣競賽,即在車輛中插入電源並將電力儲存在電池中,與將氫氣泵入儲罐並從燃料電池中產生電力之間。”“我們將需要從每條途徑產生的每一英國熱量單位的能量。”

雪佛蘭Equinox以鳴叫聲開始,因為燃油噴射器將氫氣泵入其手工製造的燃料電池堆。像所有電動汽車一樣,加速是即時、不間斷且靜音的。雷基亞-奧尼爾談到她兒子的大學室友時說:“年輕人問,‘這難道不能發出某種咆哮的聲音嗎?’”甚至關閉汽車也不同。“關機是最好的部分。每個人都喜歡看它用噴出的水蒸氣和未來主義的聲音進行淨化。”

當車輛關閉時,壓縮機的呼呼聲——雷基亞-奧尼爾說這讓她“感覺自己像在宇宙飛船中”——是在寒冷天氣中駕駛它的關鍵。在氫燃料電池中產生電力會產生一種副產品:水。而水在紐約州常見的冬季溫度下會結冰。因此,通用汽車公司設計了其第四代燃料電池元件,以在停止執行時消除堆疊中的所有水。“在寒冷的天氣中,啟動沒有任何問題,”雷基亞-奧尼爾說,即使在暴風雪中以及氣溫降至冰點以下的日子裡也是如此。

除了奇怪的噪音——或缺乏噪音——燃料電池輕型卡車的外觀和效能與普通卡車沒有任何不同。通用汽車公司表示,燃料電池版本的Equinox由於其重型鎳金屬氫化物電池組而比其標準表親重500多磅(225公斤),但踩下加速踏板後,Equinox可以與其他道路交通工具一起行駛。雷基亞-奧尼爾說:“我會超過拖車。我可以躲避計程車。它反應良好。我覺得自己可以在繁忙的道路上與任何人匹敵。”

本田、通用汽車和其他主要汽車製造商,包括寶馬、豐田、福特和戴姆勒,目前都在測試氫動力汽車和卡車。雷基亞-奧尼爾在訪問這家汽車巨頭的網站時意外地成為通用汽車的氫動力卡車試駕員,該網站呼籲志願者參與“試駕專案”,該專案旨在讓消費者對Equinox進行測試。她是目前正在試駕該車的11位“真實客戶”(而不是名人、政客等)之一;通用汽車計劃最終讓100輛此類測試車輛上路。作為這項工作的一部分,通用汽車還與維珍大西洋航空公司合作,從下個月開始在洛杉磯國際機場為頭等艙乘客提供燃料電池汽車的接送服務。

美國環境保護署已將氫動力汽車認證為零排放汽車——它們只產生水。美國國家標準與技術研究院已證明它們可以安全執行和加油。

但仍然存在兩個主要障礙:Equinox的製造成本高達數十萬美元,而且很難找到氫燃料。通用汽車的伯恩斯表示,只有當公司開始大規模生產此類汽車時,第一個問題才能解決,這最早可能在2012年發生,屆時加利福尼亞州的一項法律將生效,要求一部分新車不排放汙染物。他補充說:“它的活動部件只有十分之一,而且裝配線的幾何形狀比[內燃機]更容易。這項技術具有低成本潛力。”

至於燃料,每年生產超過4500萬噸(450億公斤)的輕質氣體,作為製造化肥、化學品和為當今汽車提供動力的汽油的一部分。事實上,全球氫氣產量的25%是由石油公司自己在煉油廠生產的,以提高原油的質量。“為什麼不直接將氫氣放入燃料電池,而不是將其放入石油中?今天在煉油廠這樣做是經濟的,”伯恩斯說。他指出,石油行業生產的氫氣足以為3000多萬輛氫動力汽車提供燃料,並補充說,“石油行業將為我們提供氫氣基礎設施。”通用汽車已經與荷蘭石油巨頭殼牌合作開設氫氣加氣站。

然而,批評人士指出,氫氣只是一種能量載體,而且不是特別好的載體,它有效地傳遞了不到25%的電力,而這些電力是從水中產生並作為能量來驅動車輪的。如今的鋰離子電池可以將大約75%的輸入電力轉化為動力。甚至通用汽車全球產品開發副總裁鮑勃·盧茨最近也表示,如果鋰離子電池的能量儲存得到改善,那麼直接使用電力而不是氫氣可能沒有意義。

但是燃料電池倡導者指出,鑑於汽車框架中的可用空間和熱力學定律,當今的電池只能提供有限的行駛里程——通用汽車自己的雪佛蘭Volt為40英里(65公里)——在需要充電之前,例如透過像豐田普銳斯這樣的全混合動力汽車中的汽油發動機。目前沒有此功能的混合動力汽車已經比傳統的混合動力汽車貴幾千美元,而將它們轉換為插電式汽車至少還要花費10000美元。未來插電式混合動力汽車的可行性和成本將取決於電池技術的進步。

氫氣生產也可能被證明是儲存間歇性但可再生能源(例如風力發電或未來車庫屋頂上的太陽能光伏板)能量的更好方法。冰島和其他國家已經在測試這種閉環系統。氫氣可以透過多種工藝生產,從水電解到生物燃料(如乙醇)的發酵。

目前,殼牌在紐約市地區有兩個氫氣加氣站——一個在阿茲利,另一個新近在威徹斯特縣的懷特普萊恩斯開業,第三個計劃在約翰·肯尼迪國際機場開業。美國國家氫氣協會目前在美國和加拿大共有122個加氣站——大多集中在主要城市周圍,如洛杉磯、舊金山和華盛頓特區。該協會估計,一個足夠完善的氫氣加氣基礎設施,由12000個加氣站組成——不到美國大約17萬個加油站的十分之一——的建設成本不會超過150億美元。

雷基亞-奧尼爾說,當氫氣表顯示她“字面意義上快沒油了”時,她可以在六分鐘內將足夠的壓縮氫氣泵入Equinox的三個碳纖維儲罐中。

通用汽車下一代手工製造的燃料電池堆,在今年一月於拉斯維加斯舉行的消費電子展上,在豪華跨界車凱迪拉克Provoq中展出。透過將燃料電池堆的功率密度提高一倍,通用汽車的工程師不僅將其尺寸減半,還使其所需的鉑催化劑等昂貴材料的用量也減半。“這是實現我們尋求的成本降低的關鍵,”伯恩斯說。

目前,雷基亞-奧尼爾將是少數駕駛未來原型車的人之一——即使她也只能駕駛總共三個月。但這三個月裡,她需要抽出更多時間去超市。“如果我去買菜,人們會圍著它看,”她說。“我們在街上走,人們會看著你,因為他們甚至不知道這輛車在執行。... 這是一輛為普通人準備的真正的汽車,我們只是在等待基礎設施跟上。”

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