為了推動零排放汽車上路,美國能源部正在啟動新專案,以研究氫能源汽車執行所需的基礎設施。
桑迪亞國家實驗室氫能和燃料電池專案經理丹尼爾·德德里克說:“最近,人們重新關注將這些技術推向市場,送到消費者手中。”
上週,桑迪亞與私營研究公司 SRI International 簽署了一份為期五年的諒解備忘錄,合作測試天然氣和氫氣等替代燃料在汽車中的應用,並在一個新的名為基礎設施研究與創新中心 (CIRI) 的測試設施上破土動工。
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兩週前,美國能源部宣佈了一項名為 H2USA 的公私合作專案,旨在讓政府研究人員與汽車製造商合作,將廉價氫氣帶給大眾。
儘管電池電動汽車最近搶走了燃料電池的風頭,但這些系統的一些技術進步已經引起了福特和通用汽車等製造商的更多關注。美國能源部能源效率和可再生能源辦公室燃料電池技術辦公室主任 Sunita Satyapal 表示:“在過去十年中,我們已將燃料電池的成本降低了 80% 以上。”
大部分成本節約來自於減少鉑金的使用,鉑金是一種貴金屬催化劑,有助於從氫氣中剝離電子以產生電流。目前的燃料電池設計中使用的鉑金量僅為以前的五分之一。
如何輸送氫氣?
在燃料方面,廉價天然氣的繁榮降低了氫氣的成本。甲烷是天然氣的主要成分,可以透過稱為蒸汽重整的過程形成氫氣。Satyapal 說:“使用天然氣,氫氣可以與汽油競爭。”
氫能源汽車也已被證明是耐用的,美國能源部的測試車隊在道路上行駛了 350 萬英里,收集效能資料以改進未來的設計。
基礎設施是目前缺失的環節。與電動汽車不同,大多數人不會在自家車庫為燃料電池汽車加氫,而且街角的加油站也不太可能很快增加氫氣泵。
德德里克說:“加氫站的建設和運營成本高於預期。“很多挑戰都與這些系統性能的不確定性有關。”
在汽油方面,工程師們擁有一個多世紀的開採、提煉、運輸和燃燒經驗。氫氣在很大程度上仍是未知領域,由於缺乏可借鑑的知識體系,工程師們最終往往過度設計加氫站,使用比實際需要的更堅固的儲罐和更快的泵,德德里克解釋道。
他說:“這最終會增加已部署基礎設施的成本。”
與汽油競爭
位於加利福尼亞州利弗莫爾谷的 CIRI 設施旨在解決這些問題。CIRI 旨在作為一個合作設施,將為研究人員和汽車製造商提供一套工具,包括一個加氫站。
該站點還設有其他清潔能源實驗室,德德里克希望建立一個微型燃料電池生態系統,研究從如何利用可再生能源制氫到如何將加氫站整合到電網等問題。
目標是降低單個加氫站的價格,而不是依靠規模經濟來逐步降低成本。透過與私營公司合作,美國能源部希望加快研發成果走向現實世界的程序。Satyapal 說:“我認為總的來說,這正是適合公私合作的活動型別。”
美國能源部每年在燃料電池上投入 1 億美元,旨在將氫氣價格降至每加侖汽油當量 2 美元至 4 美元之間。Satyapal 補充說,研究人員的目標是燃料電池足夠耐用,可以行駛 15 萬英里,並且效率足夠高,每次加滿燃料可以行駛 300 英里。
研究人員正在順利實現這些目標,Satyapal 預計,在 2015 年之後,氫能源汽車可能會出現在您附近的 driveway 上。
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