El estado de desarrollo de los vehículos impulsados por hidrógeno en Japón
Ni siquiera Toyota está seguro de si las pilas de combustible de hidrógeno se volverán populares en el futuro. La mayoría de las empresas automovilísticas se dedican a la investigación científica estratégica y a la producción de pruebas para garantizar que no se quedan atrás en campos tecnológicos clave.
Desventajas de las pilas de combustible de hidrógeno
En primer lugar, es difícil almacenar y transportar hidrógeno: dado que las moléculas de hidrógeno tienen la estructura molecular más pequeña, es difícil garantizar que incluso una celda cerrada El contenedor no es fácil. Las fugas sólo se pueden controlar casi a cero sin poner en peligro la aplicación. Sin embargo, los costos involucrados son significativos.
El coste de los recipientes a presión no es bajo. Creo que los materiales de investigación científica creen que el tanque de presión de hidrógeno debe tener al menos 35 MPa, y Toyota usa una estructura de tres capas de 70 MPa. Además de los recipientes a presión, las regulaciones para las válvulas de compuerta y las tuberías conectadas a los tanques de hidrógeno son mucho más estrictas que las de otros combustibles. Se desconoce la edad, pero es probable que los costos de reparación sean mucho más altos.
2. Aumento del coste de los catalizadores metálicos de platino: El níquel cobalto manganeso (NCM) o el níquel cobalto aluminio (NCA) son las principales materias primas de los catalizadores metálicos comúnmente utilizados en baterías ternarias de litio. De hecho, la cantidad de cobalto utilizada es muy pequeña (alrededor del 10%), pero ahora el precio del cobalto se ha disparado. La razón clave es que la producción de baterías de litio es extremadamente grande, por lo que incluso si una sola batería recargable usa una pequeña cantidad de cobalto, no puede consumir más baterías recargables.
Por eso todo el mundo está estudiando científicamente la orientación de las pilas recargables sin cobalto. En términos de pilas de combustible de hidrógeno, vi que algunas tesis de graduación también están estudiando catalizadores metálicos para reemplazar el platino. Después de todo, el platino es demasiado caro, mucho más caro que el cobalto, o no se utiliza mucho en esta etapa. No está claro si los precios del platino serían más altos si las pilas de combustible de hidrógeno se produjeran en masa.
En tercer lugar, el coste de la electricidad y la energía también es elevado: por ejemplo, el poder calorífico de la gasolina para automóviles es de 47,3 MJ/Kg, el poder calorífico del gas natural (gas metano) es de 78 MJ/Kg, y el poder calorífico del hidrógeno es 1,41 8 MJ/Kg. El precio actual de la gasolina se calcula en 7 yuanes, 1 kg es 9,7 yuanes (calculado en base a la densidad relativa de la gasolina No. 92, 0,725 kg/L) y el precio del gas natural se calcula como gas comercial. 1 kg cuesta 6,25 yuanes (calculado en base a 0,72 kg/m3 de gas natural) y el precio del hidrógeno es 40 yuanes por kg. Calculado en base al poder calorífico equivalente, el costo de la gasolina para automóviles es de 0,2 yuanes por megajulio, el costo del gas natural es de 0,08 yuanes por megajulio y el costo del hidrógeno es de 0,28 yuanes por megajulio. ?
Las ventajas de la energía del hidrógeno se encuentran básicamente sólo en la industria de las pilas de combustible. En otras industrias, el gas natural (CH4) puede explotar por completo la energía del hidrógeno. Se necesitan entre 6,7 y 7,3 kilovatios hora para producir 1 metro cúbico de hidrógeno. Según la norma, la emisión de carbono por kilovatio hora es de aproximadamente 0,785 kilogramos, es decir, la emisión de carbono de 1 metro cúbico de hidrógeno es de aproximadamente 5,3 kilogramos. mientras que las emisiones de carbono de 1 metro cúbico de hidrógeno son de sólo 90 gramos. El gas natural es una fuente de energía primaria, provocando cambios químicos en los compuestos orgánicos durante todo el proceso, sin emisiones de carbono. Cuando se enciende, las emisiones de carbono por kilogramo son de 2,04 kilogramos, es decir, las emisiones de carbono por cada 90 gramos de gas natural son de 0,18 kilogramos.
El poder calorífico de 90g de hidrógeno es de 12,8MJ, y el poder calorífico de 90g de gas natural es de 7MJ. ? Entonces, ¿las emisiones de carbono del hidrógeno son 16 veces mayores que las del gas natural con el mismo poder calorífico? Además, la temperatura del hidrógeno vaporizado es menor que la del gas natural, y el tiempo de almacenamiento y extracción es menor que el del gas natural, lo que significa que los costos de almacenamiento y transporte del hidrógeno son mayores que los del gas natural.