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【热点释疑】氢燃料电池汽车不安全吗?

发布时间2021-05-27 21:10:55   来源:河北新闻网   收藏本文

       在新能源的政策东风引导下,从混合动力到纯电动车,当“汽车”成为不再依赖石油的新型交通工具,“汽车”这个词也变得越来越“名不符实”了。就在纯电动车市场保有量一路攀升的同时,又一种汽车的燃料能源新选择进入人们的视野——氢能源。

 
       有说法称,对于有着很大碰撞风险的汽车来说,氢燃料电池汽车上的高压氢气瓶仿佛一个潜在的“炸弹”。由此,很多人认为氢燃料电池汽车并不安全。这些担心是否真的有必要呢?
 
       氢燃料电池让汽车跑起来
 
       氢能作为一种燃料被运用其实已经不是一件新鲜事。
 
       之所以选择氢能,最重要的原因在于其燃烧热值非常高,相当于同等质量汽油的3倍,且氢能来源广泛,燃烧产物是水,清洁无污染,能够满足人类社会可持续发展的需要。
 
       虽然优点很多,但不可否认,一些劣势也影响了对它的直接运用。
 
       氢气不仅具有非常宽的燃烧界限,并且其点火能量非常低,仅需要0.02兆焦耳,远小于汽油和天然气的点火能量。专家介绍,以内燃机系统进行氢能的利用,氢气与空气压缩混合后在气缸内燃烧,然后将其蕴含的化学能转化为机械能,从而实现动能的输出。
 
       但这种方式不仅能源转换效率不高,而且由于氢气的特质,还有易发生氢内燃机早燃、回火以及爆燃等弊端,对氢能的安全利用带来挑战。
 
       为了更为安全高效地将氢能运用到交通领域,人们转向开发相对更安全的氢燃料电池,将氢能的化学能直接转换为电能。河北科技大学材料学院教授王波说,氢燃料电池的工作原理是将氢气的燃烧反应拆分成两个半反应,利用两个半反应之间的电位差实现电能输出的一种能源转化。
 
       王波进一步解释,在燃料电池中,空气和氢气不会直接接触,而是通过正负极分别发生还原和氧化反应,完成氢气的“燃烧”。通过这种方式,不仅可以避免空气和氢气的接触燃烧,保证氢气的使用安全,还能直接将化学能转化为电能,提高能源转换效率。
 
       随着燃料电池的发展,氢能源汽车,即氢燃料电池汽车被越来越多地开发。
 
       安全性有保障
 
       虽然氢燃料电池避免了氢气和空气的直接接触,但是对于有着很大碰撞风险的汽车来说,氢燃料电池汽车上的高压氢气瓶仿佛一个潜在的“炸弹”,它的安全是否能够得到保障呢?
 
       “事实上,氢燃料电池汽车具有非常高的安全性,在出厂前每一辆氢燃料电池车都需要经过非常严格的检测流程。”业内人士表示,车中高压氢气瓶的安全性和可靠性需要经过全面的设计和测试,达到与标准CNG发动机相当的安全性水平。自2015年氢燃料电池汽车上市以来,截至目前,并没发生过因氢气泄漏而引发的事故。
 
       “氢气是比空气轻14倍的气体,具有较大的浮力和较强的扩散性,就算发生泄漏,氢气也会立即扩散到空气中。”王波表示,在空旷的地方,即便是在汽车起火的情况下,泄漏的氢气发生燃烧的可能性也非常低。
 
       有专业人士曾对泄漏的氢燃料电池汽车和传统燃油汽车进行了人为点火试验。
 
       试验发现,由于具有非常快的向上扩散速度,氢气火焰呈火炬状且随着氢气量的减少越来越小。相比之下,由于汽油比空气重,在发生燃烧后会在车底形成一个大火球直至将汽车烧光。
 
       因此,即便是车辆出现燃烧的情况,氢燃料电池汽车在空旷的路上发生爆炸的可能性也非常低。
 
       “当然,不可避免的是,在非常特殊的情况下,富含氢的封闭环境的确可能会导致火灾或爆炸。”但专家也表示,对于车库或隧道这些相对密闭的空间而言,其气流依旧流通,氢气泄漏导致爆炸的可能性也会非常小。
 
       此外,氢燃料电池汽车所用的高压氢气瓶采用纤维缠绕复合材料来保障罐体的强度和刚度。据介绍,单位重量的碳纤维复合材料的强度是钢材的6倍,其刚度是钢材的4倍。因此,碳纤维复合材料比钢材更轻、更可靠。在1.8米的落差测试实验中,高压氢气瓶并没有受到损坏。同时在枪击和碰撞试验后,高压氢气瓶仅仅是喷射出了所有的氢气,而氢气则快速地扩散到了空气中,也并未发生爆炸。(河北日报记者 王璐丹)

文章关键词: 氢燃料电池 汽车 安全
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