书城科普读物金星离火星有多远
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第23章 氢燃料电池车的最高时程

刚刚进入2008年,就传来国际市场原油价格每桶超过100美元的消息。现在汽油价格节节上涨,很多人预测,数十年后最畅销的汽车将不再使用汽油,而是用电。

其实电动车的历史要早于以内燃机为动力的汽车的历史。自从19世纪电动机出现后,很多人就投入到电动车的研制中。1873年,英国人戴维森制成第一辆以电池为动力的实验电动车。不久,法国工程师特鲁夫研制成功世界上第一辆实用的三轮电动汽车,采用铅酸蓄电池作为动力。不过,普通电动车由于蓄电池储存的电能有限,无法长途行驶,一般只作为货场搬运车或公园游览车使用。

有轨电车最早出现在1888年美国的里士满市,采用架空导线获取电力,并与铁轨构成回路。这种有轨电车功率很大,很适合在丘陵地带的城市使用,如美国旧金山。至今我们还可在电影中看到车厢外攀有许多乘客的有轨电车悠悠地驶过坡度很陡、起伏不平的旧金山市街道的情景。

中国于1906年引进了有轨电车,先后在天津、上海、北京、沈阳、哈尔滨和长春等城市开设客运专线。当时一些人力车夫害怕因此而失去工作,甚至卧轨以示抗议。

20世纪初,德国西门子公司研制出无轨电车,通过架设双股架空导线使电车获得电力。1911年,世界上第一辆无轨电车在英国开始运营。中国于1914年最先在上海的英租界内营运无轨电车。由于无轨电车行驶噪音较小,不会排放废气,而且刹车时可以把动能转化为电能,有利于环保,包括中国在内的一些国家至今仍在使用无轨电车。

近年来由于石油价格飞涨以及环境问题,很多汽车厂商又开始热衷于研制开发新型电动汽车。目前主要的研究方向有两个。

一个是同时装有汽油发动机和电动机两套系统的混合动力车,启动、加速和上坡时两套系统同时出力,刹车时能量逆向存入蓄电池,平稳行驶时由蓄电池驱使电动机单独出力,可以节省汽油,同时减少尾气污染。混合动力车现已上市销售,但目前因制造成本较高尚难以推广。

另一个是以氢燃料电池为动力的新型汽车。与普通蓄电池不同,氢燃料电池不储存能量,而是在通入氢燃料和氧气的同时利用化学过程发电。氢原子在催化剂的作用下被分解成电子和质子,大量的电子产生电流,通过电动机带动车轮旋转;而质子则穿过交换膜,和电子及空气中的氧气化合形成水蒸气被排放掉。所以说,氢燃料电池汽车属于零排放型车辆,水是唯一的排放物。如何安全储存氢燃料是氢燃料电池汽车研制中的最大难题。

目前,许多国外汽车厂商都已研制成功使用氢燃料电池的原型车,只需要5kg氢燃料就可以连续行驶500km左右,目前的最高时速为150km。上百辆采用氢燃料电池的公共汽车已经在一些欧美城市开展运行测试。美国加州已经开始酝酿“氢高速公路”项目,准备在高速公路沿线初步建设200个氢燃料电池汽车加氢站。