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陳根：能源革命進行時，推動重型機車燃料轉(zhuǎn)型

2021.04.18

文/陳根

“變?nèi)紵蓟剂系慕Y(jié)構(gòu)為使用可再生新能源的結(jié)構(gòu)；重新認識構(gòu)成世界的一磚一瓦，將每一處建筑轉(zhuǎn)變成能就地收集可再生能源的迷你能量采集器”。正如美國著名未來學家杰里米·里夫金所言，可再生能源技術(shù)必然將人們帶向一個綠色低碳的工業(yè)時代。而發(fā)展新能源技術(shù)，將成為實現(xiàn)綠色未來的關(guān)鍵。

從當前能源行業(yè)來看，在交通上發(fā)展電動汽車已經(jīng)成為大勢所趨。隨著電動汽車廣泛普及，在公共汽車、家用轎車領(lǐng)域，電動汽車占比越來越高。而現(xiàn)在，研究人員則把目光轉(zhuǎn)向了重型汽車——如果重型汽車不用汽油和天然氣，而用電池驅(qū)動，將意味著能夠更大限度地減少碳排放。

美國最近就計劃把高溫質(zhì)子交換膜（HT-PEM）推向市場可行的 HT-PEM 燃料電池，重型車輛配備了 HT-PEM 燃料電池，可以顯著減少溫室氣體的排放。

傳統(tǒng)的 PEM 燃料電池，工作溫度相對較低，電池對氫燃料雜質(zhì)的耐受性較低，無法減少車輛的廢氣排放。

由美國 Los Alamos 國家實驗室、Brookhaven 國家實驗室和國家 NREL 實驗室組成的新合作伙伴關(guān)系：將在未來幾年內(nèi)，將氫和其他可再生燃料轉(zhuǎn)化為電能的燃料電池，努力把 HT-PEM 燃料電池推向市場。

HT-PEM 燃料電池具有革新重型運輸行業(yè)的潛力：可以使船舶使用可再生甲醇、氨氣運行，飛機可以使用二甲醚或氫氣運行，離網(wǎng)發(fā)電機可以使用低碳、零碳燃料輕松運輸?shù)狡h地區(qū)。HT-PEM 燃料電池技術(shù)將使重型和其他難以脫碳的應(yīng)用高效運行，同時使用氫氣、并緩解水管理問題。

研究人員表示，在高溫操作下，他們可以采用更簡單的設(shè)計來制造重型卡車，這使我們可以大大減輕重量。典型的氫燃料電池系統(tǒng)中，最重的部分是儲氫罐，重約 4000 磅，可拖運 350 英里。如果在較高的工作溫度下運行燃料電池，則可以使用高能量密度的液體燃料，并且系統(tǒng)重量可以減少到 2500 磅。

目前，研究團隊已經(jīng)通過膜、離聚物、催化劑和氣體擴散層的篩選測試，來證明 MEA 的性能和耐久性。所得的實驗結(jié)果將轉(zhuǎn)移到 NREL，以幫助開發(fā)用于 MEA 的批量生產(chǎn)的制造過程。

Los Alamos 燃料電池和車輛技術(shù)項目經(jīng)理 Rod Borup 表示：“隨著重型運輸行業(yè)尋求內(nèi)燃機的更環(huán)保替代品，HT-PEM 燃料電池有望提供一種清潔、高效的替代品。該項目有望改變重型車輛高碳排放的現(xiàn)狀，并有助于加速能源和重型運輸技術(shù)的發(fā)展，從而實現(xiàn)清潔、零排放的能源未來。”

不論是歐盟2010年發(fā)布的“能源2020”計劃選擇了綠色能源之路，還是日本政府在2015年“國家復興戰(zhàn)略”中明確要重新重視核能；不論是美國政府2014年發(fā)布“全方位能源戰(zhàn)略”，強調(diào)占據(jù)未來世界能源技術(shù)的制高點，還是印度政府2015年宣布大規(guī)模發(fā)展綠色能源，能源問題都已經(jīng)上升為各主要國家的核心戰(zhàn)略議題。能源的革命還將持續(xù)下去。

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