气缸

氢能应用的另一棵科技树氢内燃机汽车

发布时间:2022/6/4 18:10:04   
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目前网络上舆论上分为三派:内燃机派、纯电车派、氢能派。

内燃机派认为,碳中和只是一个发达国家对于发展中国家的另一次财富洗劫的借口,通过自身舆论不断宣扬什么石油即将耗尽、夸大温室气体导致全球变暖等问题,但实际上呢?“石油只能用50年”在十年前被提出后,至今仍不断有新的油田、新的油层被发现,难道这不是打脸吗?西方发达国家媒体的脸早已被中东南美产油国们打到肿了。但凡有点儿理性的中国人也应该看懂这种政治把戏,真要缴纳碳税,痛苦的是所有人。

纯电派所持的观点观念看得出是最被商业舆论洗脑的一群人,而且大部分都是受过西方洗脑教育、盲目崇拜的那群人最为热衷,而且,更要命的是,绝大部分纯电派的支持者都不清楚电池车的发展历史,总以为电动车的发迹元年是年特斯拉ModelS上市开始的。

图:殊不知,特斯拉也只是其中的一小部分而已。

将“氢能”视为未来“新能源”的主要组成部分是氢能派,应该算是眼光较为长远、且相信科技发展力的一群人,虽然在三派中人数最少,毕竟对于氢能的应用,如果要进入商业化应用,其科技水平远超纯电车、甚至与内燃机的复杂程度不相上下。

氢能在交通工具上的应用有两条科技树:分别是氢燃料电池和氢内燃机,关于氢燃料电池目前已较为成熟,并投入到了准商业级应用,例如欧洲开始小范围投放的氢燃料电池出租车、以及我国举办冬奥会时投入使用的官方接送车、还有日本国内开始大范围引入使用的氢燃料电池公交车等等。关于氢燃料电池,咱们在之前的文章里已经介绍过,本篇来说说氢内燃机吧。

图:来自丰田的Miria就是使用氢燃料电池的代表作之一。

氢内燃机汽车(HydrogenInternalCombustionEngineVehicle)简称HICEV,其原理可以简单理解为氢成为了汽油燃料的替代品,因为燃料中没有碳的成分,所以氢氧结合后产生的就是水、而没有一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物等有害物质,不会产生温室气体。但因为大气中占绝大部分的氮气,高温燃烧下会产生氮氧化合物,所以氢内燃机依然不能像氢燃料电池那样被视为“零排放”动力系统。虽然不能划归零排放汽车范畴,但没有了温室气体已经能被视为“碳中和”,并不在所谓的限制范围内被讨论。而对于很多拥有强大内燃机开发能力的车企而言,氢内燃机拥有投入成本低、技术改造难度小等天然优势,关键且核心的问题只需要解决氢原子对金属的“腐蚀”和安全存储氢气、防止泄漏这两个主要问题即可。但以今天的材料科技水平而言,这些问题已经不是问题,问题只在于如何降低成本而已。

氢内燃机技术出现的时间比蒸汽机汽车稍晚,但比电动车和石化燃料内燃机都要早,其历史可以追溯到年,由法国工程师Fran?oisIsaacdeRivaz(弗朗索瓦·艾萨克·德·里瓦兹)完成了设计,该发动机被命名为deRivaz发动机,这台发动机是世界上第一台内燃机,它所使用的燃料就是氢气,并通过火花点燃,该工作原理成为日后内燃机的标准格式。这台发动机在年被安装到一台实验车辆(马车)上进行测试,虽然行驶的距离不长,但也足以让其成为人类第一台内燃机汽车,笔者还是要重复说多句:国内不少自媒体动不动就好像发现新大陆那样把“奔驰一号”拿出来吹捧,更傻的那种是吹大众、吹甲壳虫的就不提了,但“汽车”从诞生开始,绝大部分的所谓“发明创造”都不是德国人的,在那个年代,法国人和英国人对汽车工业的贡献比德国人多得多。国内那些德粉、公知们醒醒吧,越了解汽车发展史、越不会无脑吹,这就是为什么连Daimler-Benz自己都不愿意拿他们家的两轮、三轮也好、四轮也罢那些藏品车出来显摆呢?他们太清楚“汽车”这东西的来龙去脉了。

图:这位便是内燃机汽车的祖师爷:瑞士裔法国工程师Fran?oisIsaacdeRivaz(弗朗索瓦·艾萨克·德·里瓦兹),而人类的第一台内燃机汽车所使用的燃料不是汽油,而是氢气!后来的年,另外一位法国物理学家NicolasLéonardSadiCarnot(尼古拉斯·伦纳德·萨迪·卡诺)在这套内燃机理论上建立热力学理论。而人类将汽油这种燃料使用在内燃机上,则是年发明化油器之后才得以实现。

图:这台便是DeRivaz氢燃料内燃机车,A是气缸、B是点火、C是活塞、D是氢燃料储气囊、E是棘轮、F是是进排气阀、G是手柄。

图:化油器出现前,几乎所有的内燃机汽车都使用燃气作为燃料,Hippomobile便是其中之一,它诞生于年,由法国发明家étienneLenoir(艾蒂安·勒努瓦)设计和制造,它使用氢气作为燃料,是第一辆投入到商业化销售的氢内燃机汽车,这台发动机一共制造了台,不到半数应用在汽车上,时速6kph,可行驶18公里。

随着石化燃料的大规模应用,安全性相对较高的汽油内燃机很快打败了蒸汽车、电动车和氢内燃机汽车成为主流,也让这几棵科技树停止了研发,进入年代,石化能源的高依赖性导致了不少研究机构和车企重新

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