雖然有湖北工業(yè)大學(xué)兩名學(xué)者的專(zhuān)利打底,又有地方官員點(diǎn)贊,但在不少學(xué)者看來(lái),青年汽車(chē)掌門(mén)龐青年在河南南陽(yáng)試水的“車(chē)載水解制氫技術(shù)”,毫無(wú)科學(xué)實(shí)用性。
5月28日,澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者聯(lián)系到部分汽車(chē)、氫能專(zhuān)家,對(duì)龐青年“車(chē)載水解即時(shí)制氫氫能源汽車(chē)”技術(shù)的可行性、經(jīng)濟(jì)性和安全性作出分析。
“這個(gè)技術(shù)一點(diǎn)都不稀奇,學(xué)過(guò)初中化學(xué)的人都知道,說(shuō)白了就是活潑金屬制備氫氣。但獲得活潑金屬的能耗是很大的,這是只要接受過(guò)初中化學(xué)知識(shí)的人,都應(yīng)該懂。如果拋開(kāi)汽車(chē),在一些特殊的地方,比如說(shuō)一些海島還可以去運(yùn)用。”同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院、新能源汽車(chē)工程中心教授林瑞直言,車(chē)載水解制氫技術(shù)不可能大批量應(yīng)用。
同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院副教授、復(fù)合電源研究所氫能研究室主任(國(guó)家燃料電池汽車(chē)及動(dòng)力系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心)呂洪也認(rèn)為,龐青年選擇的制氫方式只是最簡(jiǎn)單的一種,但該技術(shù)用于車(chē)載肯定不合適。
2019年5月22日,南陽(yáng)當(dāng)?shù)孛襟w發(fā)布題為《水氫發(fā)動(dòng)機(jī)在南陽(yáng)下線,市委書(shū)記點(diǎn)贊!》的報(bào)道稱(chēng),水氫發(fā)動(dòng)機(jī)在河南南陽(yáng)市正式下線,這意味著,車(chē)載水可以實(shí)時(shí)制取氫氣,車(chē)輛只需加水即可行駛。5月22日上午,南陽(yáng)市委書(shū)記張文深到氫能源汽車(chē)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)辦公時(shí),為氫能源汽車(chē)項(xiàng)目取得的最新成果點(diǎn)贊。
這一表述引發(fā)極大爭(zhēng)議,也讓“車(chē)載水解制氫”這一多年前即已被產(chǎn)業(yè)界放棄的技術(shù),重回公眾視野。
林瑞表示,車(chē)載制氫的思路是很好,且美國(guó)通用公司十多年前就已嘗試過(guò),后來(lái)印證了不可行。實(shí)踐下來(lái),目前國(guó)際上比較通用認(rèn)可的,還是采用高壓儲(chǔ)氫的方式。
同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院副教授陳鳳祥認(rèn)為,車(chē)載實(shí)時(shí)制氫系統(tǒng)很復(fù)雜,這導(dǎo)致復(fù)雜結(jié)構(gòu)體積龐大,車(chē)?yán)镫y以放下,“現(xiàn)在裝樣子是可以的,但正兒八經(jīng)在路上跑的時(shí)候,要實(shí)時(shí)可控,整個(gè)體積會(huì)非常龐大。相當(dāng)于車(chē)上背了個(gè)化工廠在跑。”
據(jù)南陽(yáng)高新區(qū)管委會(huì)通報(bào),南陽(yáng)“水氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)”專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)是“車(chē)載水解即時(shí)制氫氫能源汽車(chē)”。該技術(shù)由湖北工業(yè)大學(xué)與青年汽車(chē)自2006年6月起聯(lián)合研發(fā),項(xiàng)目名稱(chēng)為“車(chē)載水解制氫用鋁合金制備的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究”,2010年被科技部“973計(jì)劃”批準(zhǔn)立項(xiàng),其基本技術(shù)原理是“鋁合金粉末+催化劑+水”反應(yīng)制氫,目前已取得相關(guān)專(zhuān)利。
雖然這項(xiàng)技術(shù)被戴上了“973計(jì)劃”的帽子,且龐青年宣稱(chēng)“成本不用消費(fèi)者擔(dān)心”,但外界依然對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和安全性充滿(mǎn)懷疑。
下為澎湃新聞?dòng)浾吒鶕?jù)與專(zhuān)家對(duì)話內(nèi)容,整理出的“六問(wèn)”。
青年汽車(chē)董事長(zhǎng)龐青年接受采訪,介紹“水制氫汽車(chē)”原理。 澎湃新聞?dòng)浾?石軼君 圖一問(wèn)車(chē)載水解制氫技術(shù)是否可行
呂洪表示,龐青年選擇的制氫方式只是最簡(jiǎn)單的一種,原料主要是鋁粉,為了促進(jìn)反應(yīng)加了所謂的催化劑,催化劑可以降低反應(yīng)條件、促進(jìn)反應(yīng)。
但是,需要注意的是,若將該技術(shù)用于車(chē)載,呂洪認(rèn)為肯定不合適。
“汽車(chē)用氫氣跟每個(gè)人的開(kāi)車(chē)習(xí)慣是有關(guān)系的,比如說(shuō)要加速或減速,有的人喜歡可能猛踩剎車(chē),有的人可能喜歡慢慢踩剎車(chē),有的人喜歡猛踩油門(mén),有的人可能喜歡慢慢加油,是有不同的情景的。那么對(duì)應(yīng)到氫氣,出來(lái)有時(shí)候會(huì)快,有時(shí)候慢。鋁和水反應(yīng)是一個(gè)化學(xué)反應(yīng),氫氣的產(chǎn)生是不可控的,可能會(huì)出現(xiàn)想少量用氫時(shí)反而多了,想用大量氫氣時(shí)來(lái)不及的情況。”呂洪表示,在這種情況下,中間必須加一個(gè)類(lèi)似緩沖罐的東西,把氫氣收集起來(lái),但是,“如果說(shuō)是要去這樣做的話,為什么不直接用高壓儲(chǔ)氫,這不是多此一舉嗎?”
陳鳳祥和林瑞也表達(dá)了類(lèi)似的觀點(diǎn)。
陳鳳祥提到,氫氣實(shí)時(shí)反應(yīng)還存在的問(wèn)題是,在車(chē)上裝置氫氣發(fā)生裝置本身很復(fù)雜,空間利用率有限,同時(shí)實(shí)時(shí)產(chǎn)氫的效率也比較低。此外,在龐青年的技術(shù)中,鋁粉是作為反應(yīng)物的存在,“把鋁粉放進(jìn)去,最后還要把反應(yīng)物拿掉,下一次再把鋁粉放進(jìn)去,這個(gè)過(guò)程也是很復(fù)雜的,鋁粉的實(shí)時(shí)添加也有問(wèn)題。”
二問(wèn)車(chē)載水解制氫技術(shù)是否實(shí)用
陳鳳祥表示,車(chē)載實(shí)時(shí)制氫系統(tǒng)很復(fù)雜,這導(dǎo)致復(fù)雜結(jié)構(gòu)體積龐大,車(chē)?yán)镫y以放下,“現(xiàn)在裝樣子是可以的,讓氫氣慢慢產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)當(dāng)然沒(méi)問(wèn)題,但正兒八經(jīng)在路上跑的時(shí)候,要實(shí)時(shí)可控,整個(gè)體積會(huì)非常龐大。相當(dāng)于車(chē)上背了個(gè)化工廠在跑。”他認(rèn)為,這一技術(shù)在車(chē)體這樣的有限體積范圍之內(nèi),不可能實(shí)現(xiàn)。
呂洪還提到,車(chē)用氫氣是有品質(zhì)要求的,“鋁合金反應(yīng)出來(lái)的水是偏堿性的,燃料電池是酸性的,在沒(méi)有任何純化的條件下,氫氣進(jìn)去第一肯定對(duì)燃料電池是很大的傷害,第二粉末狀的氫氧化鋁生成會(huì)和水汽等一起出來(lái),預(yù)計(jì)出來(lái)之后會(huì)堵塞整個(gè)管道,甚至燃料電池。”
那么如果加裝純化裝置呢?呂洪表示,如果再給它加一個(gè)純化,就是整個(gè)化工廠。 同時(shí),他提到,現(xiàn)在建加氫站有一個(gè)很大的問(wèn)題在于,哪怕加氫站里面建一個(gè)制氫的設(shè)備都不允許,要求放到化工園區(qū)去,因?yàn)楝F(xiàn)在法規(guī)要求危險(xiǎn)品的生產(chǎn)必須在化工園區(qū)。“如果說(shuō)真的將來(lái)燃料電池普及了,每輛車(chē)上都帶著這種化工廠到處跑,怎么監(jiān)管?”
三問(wèn)車(chē)載水解制氫技術(shù)是否經(jīng)濟(jì)
龐青年目前所用該項(xiàng)技術(shù)的核心內(nèi)容是,通過(guò)水解一種鋁合金粉末產(chǎn)生氫氣。鋁合金粉末中,鋁為主材占比90%以上,理想的添加劑為鉛、氯化鎂與氧化鋅三種金屬。
林瑞表示,鋁的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氫氣的價(jià)格,成本上非常的不劃算。“9公斤的鋁粉產(chǎn)生1公斤的氫氣,假設(shè)當(dāng)中沒(méi)有任何的氣體浪費(fèi),氫氣完全反應(yīng),大概能夠產(chǎn)生1000摩爾的電子。在沒(méi)有任何傳輸損耗的情況下,在正常的工作電壓0.6伏下,單電池產(chǎn)生的電能大概是16.08度電左右,100公里都不夠跑,而鋁粉的消耗量會(huì)非常的驚人。
根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)的負(fù)責(zé)人、湖北工業(yè)大學(xué)原副校長(zhǎng)董仕節(jié)(現(xiàn)已任湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院黨委副書(shū)記、院長(zhǎng))向長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)的回應(yīng),制氫后的水解產(chǎn)物偏鋁酸可以進(jìn)一步加工成微納米級(jí)氧化鋁。制氫后的水解產(chǎn)物都有很高的利用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
對(duì)此,林瑞反駁稱(chēng),那你要問(wèn)問(wèn)他,氧化鋁的價(jià)格貴還是鋁的價(jià)格貴,氧化鋁跟鋁的價(jià)格不是一個(gè)數(shù)量級(jí),氧化鋁的價(jià)格要便宜多了。
呂洪則表示,至少要知道系統(tǒng)能用的前提下,才去談它的經(jīng)濟(jì)性。前提是整個(gè)工程化都已經(jīng)達(dá)不到,怎么去評(píng)判它的經(jīng)濟(jì)性?
對(duì)于廢料氧化鋁,呂洪強(qiáng)調(diào),氧化鋁現(xiàn)在確實(shí)用途很廣,比如納米氧化鋁本身可以作為耐火材料非常好,但是不能判斷的地方在于,不是所有的氧化鋁都能做成附加值很高的材料,要達(dá)到一定的用途的話,必須要達(dá)到一定結(jié)構(gòu)。
四問(wèn)車(chē)載水解制氫技術(shù)是否安全
林瑞認(rèn)為,因?yàn)闅涞谋O限范圍很廣,從4%到74%,理論上,范圍這么廣,又是在一個(gè)比較開(kāi)放的系統(tǒng),其實(shí)比較危險(xiǎn)的。比如車(chē)輛在怠速時(shí),不需要那么多的氫氣量,但又產(chǎn)生很大的氫氣量,就算車(chē)上有個(gè)儲(chǔ)氣罐,但一方面增加了整個(gè)車(chē)系統(tǒng)的復(fù)雜性,氫氣的泄露也不可避免的,危險(xiǎn)性顯然可見(jiàn)。
林瑞提到,在實(shí)驗(yàn)室里,會(huì)安裝很多的氫氣探測(cè)器來(lái)檢查氫氣的泄露,甚至1%就可以報(bào)警。“簡(jiǎn)單來(lái)講,車(chē)載制氫是難以控制的,在車(chē)上搭載一個(gè)不可控的制氫反應(yīng)堆,安全性可想而知,如果這部分的氫是提供給燃料電池電堆的話,需要一定的壓力,那還得再加壓,如何保證在高壓環(huán)境下的反應(yīng)可控安全?”
談及氫氣的泄漏問(wèn)題,呂洪表示,只要涉及氫氣肯定都會(huì)有滲漏,因?yàn)闅錃獾姆肿犹?,但總的?lái)講流程越長(zhǎng),中間的環(huán)節(jié)越多,氫氣滲漏的概率就越大,“如果說(shuō)氫氣的純度各方面要求都能夠滿(mǎn)足,假設(shè)所謂的工程問(wèn)題都克服了,那么我覺(jué)得它這個(gè)流程是非常長(zhǎng)的。我們現(xiàn)在在車(chē)上用高壓氫氣,其中一個(gè)原則就是,中間的接口環(huán)節(jié)盡可能要減少,但他(指龐青年)整個(gè)流程從制氫到純化再到儲(chǔ)氫,整個(gè)環(huán)節(jié)下來(lái)這種接頭會(huì)有多少,所以肯定整個(gè)泄漏的概率就會(huì)高。”
五問(wèn)目前主流的氫能源汽車(chē)采用的是何種技術(shù)
林瑞表示,車(chē)載制氫的思路是很好,且美國(guó)通用公司十多年前就已嘗試過(guò),后來(lái)印證了不可行,“如果說(shuō)是靜止?fàn)顟B(tài)下可能還行,問(wèn)題汽車(chē)是跑動(dòng)的,而且是經(jīng)歷不同的工況。”
林瑞介紹,實(shí)踐下來(lái),目前國(guó)際上比較通用認(rèn)可的,還是采用高壓儲(chǔ)氫的方式。同時(shí),現(xiàn)在國(guó)際上包括我國(guó),也在致力于發(fā)展70兆帕的加氫站,或者提高車(chē)載用氫的壓力,增加續(xù)時(shí)里程。此外,寶馬集團(tuán)原來(lái)還提出過(guò)采用液氫,因?yàn)橐簯B(tài)氫能夠儲(chǔ)存的質(zhì)量更多,因此里程會(huì)更高。但是由于液氫跟外界的溫差較大,能耗比較大,所以目前只用在一些特殊的用途。此外,還有金屬物儲(chǔ)氫,在需要的時(shí)候再讓它釋放。由此,高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和金屬物儲(chǔ)氫是目前儲(chǔ)氫的三大主要方式,在線制氫則基本上是被放棄。
這三種方式中,據(jù)陳鳳祥補(bǔ)充,最主流的還是高壓儲(chǔ)氫的方式,這種儲(chǔ)氫方式目前全世界所有大的車(chē)廠,包括豐田、本田都在用。液態(tài)儲(chǔ)氫則比較常用于軍事上,比如說(shuō)潛水艇,或者航天航空,車(chē)上用的比較少,且?guī)缀醯浆F(xiàn)在為止成功的例子比較少,用過(guò)的都不劃算。
六問(wèn)車(chē)載水解制氫技術(shù)未來(lái)是否可能大范圍推廣
談及這個(gè)問(wèn)題,受訪專(zhuān)家都表示不認(rèn)可。
陳鳳祥認(rèn)為,暫時(shí)應(yīng)該說(shuō)看不到這個(gè)前途。因?yàn)楝F(xiàn)有的其他方式比水解氫簡(jiǎn)單、便宜且更具可行性。“那種方案(指龐青年的水解制氫)可能就是一種炒作噱頭,如果這種技術(shù)要是能用的話,豐田、本田早就用上了。實(shí)際上在十多年以前,關(guān)于金屬粉末、液態(tài)、氣態(tài)儲(chǔ)氫,各大公司早都研究完了,研究完了之后最后取了一種方案,用高壓儲(chǔ)氫70兆帕,他這個(gè)方案(指龐青年)其實(shí)老早就被否決掉了。”
呂洪也表示,其個(gè)人認(rèn)為有這么多工程問(wèn)題要去解決,不管是從技術(shù)上,還是從經(jīng)濟(jì)性上,包括可行性上,很難實(shí)現(xiàn)。
林瑞也認(rèn)為不太可能,可能會(huì)用在一些特殊的場(chǎng)合,但是用在汽車(chē)上不可行,還有很多技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上無(wú)法解決的問(wèn)題。
對(duì)于龐青年的技術(shù)宣傳,林瑞表示,“這個(gè)技術(shù)(指龐青年的水解制氫)是一點(diǎn)都不稀奇,學(xué)過(guò)初中化學(xué)的人都知道,說(shuō)白了就是活潑金屬制備氫氣。但是獲得活潑金屬的能耗是很大的,這是只要接受過(guò)初中化學(xué)知識(shí)的人,都應(yīng)該懂。如果拋開(kāi)汽車(chē),在一些特殊的地方,比如說(shuō)一些海島還可以去運(yùn)用。如果希望通過(guò)這種方式來(lái)大批量應(yīng)用,甚至覺(jué)得自己是一個(gè)非常偉大的發(fā)明創(chuàng)造,就是胡說(shuō)八道了。”
她還表達(dá)了一些擔(dān)憂,“其實(shí)我作為一個(gè)科學(xué)工作者,我思考的是為什么像這種違背科學(xué)常識(shí)的事情經(jīng)常會(huì)發(fā)生,并且還打著這種非常高新技術(shù)的抬頭,這個(gè)叫做迷惑公眾。可能做科研的也好、教學(xué)工作者也好,我們還是有一些責(zé)任跟義務(wù),做一些科普的工作,提高公眾的一些分辨能力。”(澎湃新聞)