丰田日前宣布,将在英国开发氢燃料电池版皮卡,并计划2023年实现小规模量产。宝马也于近日开始试产其有史以来第一款采用氢燃料电池技术的运动型多用途汽车(SUV),预计2023年春季实现小规模生产。就连曾经对氢动力不屑一顾的大众也被披露开始研发氢燃料电池汽车。显然,越来越多的汽车制造商开始加入氢燃料电池车赛道。
根据大众和德国Kraftwerk Tubes公司去年提交的一项专利显示,他们正在研发续航能力可达2000公里并可应用于多种量产车型的氢燃料电池,一旦成功问世将给新能源汽车行业带来颠覆。
多款模型车
即将问世
氢动力汽车分两种:氢燃料电池车和氢内燃机车,丰田是目前推进这两种车研发的主要汽车制造商之一。12月6日,丰田发布了Corolla Cross H2氢燃料概念车,这款车虽然配备了氢气罐,但却不是将氢转化为电能的燃料电池汽车,而是应用了传统内燃机概念,是一款可直接燃烧氢气的氢内燃机车,目前正在日本北部开展冬季测试,预计2023年进入市场。
同一时间,宝马的氢燃料电池SUV——“iX5 Hydrogen”也在德国慕尼黑研究与创新中心的试验工厂开始少量生产,这是宝马生产的第一款采用氢燃料电池技术的SUV,明年春将小型量产。宝马开发主管弗兰克·韦伯表示,“iX5 Hydrogen”的限量生产将为宝马提供关于氢动力有价值的数据和信息,以便进一步完善其性能。
值得关注的是,丰田于12月5日还宣布,将在英国研发部署氢燃料电池皮卡——海拉克斯,该车型以第二代氢燃料电池轿车Mirai为基础,如果性能结果得到成功验证,最早2023年实现小规模量产。丰田英国分公司领导的财团获得了570万英镑的行业资金以及560万英镑的英国政府财政资助金,将全部用于海拉克斯皮卡的研发。
无铂量产、
超长续航专利引关注
据英国《汽车》杂志12月5日报道,大众和德国Kraftwerk Tubes公司于去年7月提交了一项氢燃料电池专利,详细介绍了氢燃料电池组和氢燃料电池汽车的开发。
这款氢燃料电池与现有燃料电池之间存在很大差异,即在关键部位采用了陶瓷膜,极大地提高了燃料电池的电能转化效率,可实现2000公里的续航,并且这种电池可以实现无铂量产,从而降低成本。
“我们使用的是纳米陶瓷膜而不是塑料膜,更具经济性,不需要铂这种贵金属作催化剂,而且不会在冬天结冰或在夏天吸引霉菌。”Kraftwerk Tubes首席执行官Sascha Kühn在接受德国《商业内幕》采访时透露,“我们的目标是2026年在量产车中推出这一技术。”
据悉,大众曾于2014年推出氢燃料电池汽车“高尔夫Variant HyMotion”,实现了“加氢3分钟、续航500公里”,但之后大众认为电动汽车才是未来发展方向。今年7月走马上任的新任首席执行官奥博穆是氢动力汽车的推崇者,于是大众又重拾对氢燃料汽车的热情。
高成本影响
氢燃料电池车“下凡”
相比于锂电池电动车,氢燃料电池车优势和短板都十分突出。优点主要集中于没有二次污染、续航里程更长、燃料补充时间更短等,并在电池衰减、能效转化、易维修程度等方面也存在比较优势。此外,相比纯电动汽车,氢燃料电池汽车受低温影响较小,即使在寒冷的冬季续航能力都不打折,加氢补能的时间几乎与燃油车加油速度相当。
影响氢燃料电池汽车发展最大障碍就是高昂的成本,这直接拉高了整车价格水平。以丰田第二代Mirai为例,这款车的零售价最低也要74.8万元人民币。
一方面,氢燃料电池化学反应所需的催化剂成本很高。氢气的氧化反应与氧气的还原反应所使用的催化剂均为稀有金属铂,在自然界中,铂比黄金还稀少,因此,燃料电池的成本也因为铂的存在而水涨船高。
另一方面,基于庞大的修建成本,全球范围内加氢站的建设和氢气网络的布局仍然没有大规模铺开,氢燃料车的补能条件还有待加强。根据美国能源部替代燃料数据中心的数据,截至2022年11月,美国已拥有48148个电动汽车充电站,但加氢站仅有54座。