氢燃料电池与锂电池的区别

发布日期:2022-12-19 浏览次数:985

  当前,全球能源和环境系统正面临着巨大的挑战。其中,作为石油消耗和二氧化碳排放大户的汽车产业,也正面临着一场革命性的变革,将包括纯电动、燃料电池技术在内的纯电驱动作为新能源汽车的主要技术方向,已然成为世界各国形成的共识。

  燃料电池汽车是电动汽车汽车电池的另一个重要方向,与锂离子电池相比,可以清楚地看见两者间有着明显的优缺点。

 

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置,只会产生水和热。

  在这个优势基础上,如果氢是通过光伏电池板、风能发电等可再生能源产生的,则氢燃料电池整个循环过程将不会产生任何污染,实现零排放。

  现阶段锂电池和氢燃料电池是有望取代石油车的核心技术,两者各有各的优势,均有不可估量的进步空间。若锂电池能提升其能量密度,优化循环使用寿命,会更具有竞争力;氢燃料电池的关键技术、机动车辆和加氢站建设的不可估量成本费用、安全可靠等问题依然是产业发展的不可估量瓶颈。从绿色环保性和生态文明建设的角度来分析,氢燃料电池比锂电池更有发展潜力,但从短期内的社会经济效益来讲,转型锂电池比氢燃料电池更具有市场竞争力。

  锂电池工作原理

 

  氢能燃料电池工作原理

 

  聚合物锂(钠)电池和氢燃料电池的充放电过程均属于化学反应,本质是正电子(质子)的迁移、实现储能。其中锂(钠)电池充电过程锂(钠)离子在从正极脱出、嵌入负极,放电过程锂(钠)离子从从负极脱出、嵌入正极。

  由于氢气和氧气通常为气态,因此氢燃料电池的充电和放电通常在两套装置中进行,且氢气的压力和温度变化较大、对装备的性能和精度要求较高,短期内可通过甲烷和液氨等过渡产品解决储运难题。

 

  氢能的优势

  氢气储能的容量大、持续放能时间长,液氢的储能密度高;

  燃料电池高能量密度(高续航)、低温性能好、加氢速度快,在长途、低温等应用场景中具有优势;

  可以实现跨地区、跨季节利用能源,充分利用光伏、风电等绿电的峰谷调节;

  氢气来源广泛、成本刚性且可控,可缓解能源对外依赖;

  氢气制/储/运装备和氢能应用装备中,除了全氟磺酸酯和重要阀门外、配套的原材料和零部件均可国产,未来可以实现规模效应快速降低成本;

  不同电池路线(氢能与锂电)配合使用,可以实现高频储能与低频储能互补。

 

  氢燃料电池发展前景近几年,新能源早已成为全球共同的目标,氢燃料电池的关注度也在持续升温。与成熟的锂电池产业相比,氢燃料电池的发展空间巨大。我国于14年起开始帮扶氢燃料电池,目前国内和国际上面对的难题主要还是氢能的储存运输问题,催化剂方面虽有突破,但氢燃料电池产业链尚不健全,一部分技术处于瓶颈期,资金也有缺口。

  目前,日本在氢燃料车型数量、技术、销量占全球主导地位,美国、德国、韩国也正在快马加鞭。随着中国顶层政策明确引导,氢燃料电池国产化正在加速落地,期待2025年拐点出现。

  从国内氢燃料电池发展路径看,政策铺路为先,商用车在前,乘用车在后,产业商业化大方向依然是新能源汽车。

  随着汽车动力能源的转化,从燃油到锂离子电池是一个大步。但是氢燃料电池对于节能减排有着更大的优势,各地政府也纷纷推出支持氢燃料电池的政策,或许不久我们的生活将会因为氢燃料电池技术的突破再次革新。

 


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