2022年08月17日 星期三
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燃料电池可提高锂电池的可持续性

2022/5/20 16:29:232154

据国外媒体报道:自1900年以来,化石燃料排放了全球90%的温室气体(GHG)。此外,1970年至2011年期间,约78%的GHG来自化石燃料燃烧和工业生产。

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尽管人们呼吁出台严格的政策来更好地控制排放和改善空气质量,但许多经济部门仍然会排放大量的二氧化碳。

大气温度变暖已经威胁到生物多样性,导致海平面上升,并极大地改变了天气以至于现在每天都可以检测到气候变化。环境科学家和工程师正在努力提高能源利用效率、可靠性和安全性,可再生能源已经成为可持续发展的基石。

目前关于锂离子电池和氢燃料电池的研究已经引起了越来越多的关注。到 2030 年,全球锂离子电池市场规模预计将增长1166亿美元。同时,全球氢燃料电池技术市场也有望同步达到 1310.6 亿美元。

有前景的脱碳解决方案

目前研究集中在解决与锂离子电池和氢燃料电池使用端的相关挑战,以实现汽车行业的脱碳。

随着电动汽车的日益普及,锂离子电池的生产正在蓬勃发展。与此同时,氢燃料电池经常被用在运输、建筑和电网系统。

电动汽车相较于传统的内燃机汽车可持续性更高,但锂离子电池的正极材料——锂、钴、石墨和镍——这些材料的提取和制造过程会产生温室气体。它们的设计目标是在较小的体积中获得更高的功率,但是如果电池受到更大的挤压或导致破裂,这会增加电池的安全隐患和燃烧的风险。

燃料电池是一种更安全、无排放的替代能源。氢作为主要的反应燃料,通过化学反应产生电力。

燃料电池:提高锂离子电池效率

这两种先进技术并不相互排斥,因为燃料电池有潜力增强锂离子电池。

以电动汽车为例,氢燃料电池可以改善行驶距离和燃料加注时间问题,同时减少与锂离子电池相关的温室气体排放。

除了利用氢气发电和储存电力,燃料电池还能在以下方面改善锂离子电池:

产生净零电启动汽车和其它耗电配件;

储存能量用于再生制动和增加电力牵引电机驱动车轮;

给备用电池充电。

无论动力源和发动机如何集成,锂离子电池始终是电动汽车的关键部件,但它们并不完美。纯氢燃料电池驱动的电动汽车也面临着一些挑战。

锂离子电池和氢燃料电池本身无法在重载下长距离运行动力总成,这使得加速和制动变得越来越困难。氢燃料电池电动汽车在加速过程中也会出现功率输出不稳定的问题。

然而,由于氢燃料电池可以自己产生和储存电力,因此有足够的空间来充分利用它们的潜力来补充电池的电量。

推动更绿色的未来

在气候日益变化的时代,可持续性能源从来没有像现在这样重要——向净零运输的转变是开始减少温室气体排放的理想选择。氢燃料电池的发展可以促进锂离子电池的发展,从而重塑汽车能源的绿色未来。