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戴姆勒奔驰公司在1996年5月,在柏林向公众展示了世界上第一辆由“无废气排放”的燃料电池为动力的轿车。在一辆实验车“NECAR
I”(无废气排放轿车)之后被称为“NECAR Il”(新电力轿车)的无污染轿车不是由普通的内燃机驱动,而是由氢与氧之间受控的反应所产生的电力驱动。在寻求发展无废气或极低废气排放的汽车驱动系统方面,这种革命性的新车取得了明显的突破。
研究车“NECAR Il”不产生任何污染物,它向空中排放的是化学纯水蒸气,不合任何别的物质,甚至没有二氧化碳。由于“NECAR
II”的能源转换效率大大高于电瓶驱动的电力车,所以它是目前世界上具有最好的环境保护性能的轿车。实际上,戴姆勒—奔驰认为这种燃料电池在大约10年内能够发展为汽油或柴油汽车的一种真正可靠的替代型,从而帮助减轻全球范围内的由交通引起的环境公害。
在过去的七年中戴姆勒—奔驰的研究人员一直致力于“NECAR”项目。在与加拿大BalIard动力系统公司台作下,戴姆勒奔驰公司在燃料电池技术方面处于领先地位,这一技术将现有的航天领域的燃料电池技术用于公路汽车上。
轻便
在研究过程中取得了重大进展,燃料电池的尺寸与重量己减少到了原设计的五分之一,同时保持原有性能不变。第一辆戴姆勒—奔驰电力研究车“NECAR
I”采用的基型是MBl80厢式车,在1994年展出时整个车内都被燃料电池系统利其他各种驱动部件占据。实验车基本上是一辆只能容纳一名司机利一名副手的可移动的实验室,由于空间太小根本无法运载货物或其他乘客。
仅过两年,燃料电池系统的重量和几何尺寸就得到了优化。每千瓦动力的系统总重量从过去的21公斤减少到6公斤。现在的动力系统小得足以放置在车内地板的活板下,而不占据整个货物空间。
辅助部件的尺寸和重量也己减少,以至于“NECAR
Il”,实际上可以提供与采用先进技术—V级MPV的标准轿车同样大小的空间。
宁静
V级“NECAR II”轿车可以乘坐六人,每小时车速可达100公里以上。气体燃料箱装满时该车可行驶250公里以上。不仅不产生任何污染物,而且比起内燃机的汽车更宁静。
在取得NECAR I、NECAR lI和NEBUS(新电力巴士)的成功后,戴姆勒—奔驰又推出了NECAR
III,它采用的是去年才应用的最新的燃料电池技术。
与其先驱者不同,NECAR IIl加注甲醇,通过水蒸气作用转化成氢。然后将氢气送入燃料电池,在电池中它与空气中的氧发生反应产生电能从而为轿车提供动力。
先前的燃料电池系统只能与贮存电能的笨重的氢气箱或沉重的电瓶连同工作。而对于NECAR
III,整个过程就更直接了:只要踏下加速器直接将氢气喷入燃料电池,仅两秒钟后就可得到90%的系统动力2这意味着它差不多己具有一辆传统的汽油或柴油驱动的汽车的动态性能。
实用
NECAR IIl不仅更轻,而且更实用。加燃料时就如同进加油站加油一样容易。此外,在40升满箱燃料时轿车可行驶400公里左右。
戴姆勒—奔驰决定将甲醇作为燃料是因为它最适台氢气发生,还有它所产生的效率。此外,该公司正在研究其他不同类型燃料的应用。
无废气徘放
由于燃油电池极高的效率,NECAR lII实际上是无废气排放的。此外,在转换和能量产生过程中都不产生氧化氯或积炭粒子。包括燃料电池、甲醇转化器和几种辅助装置在内的整个系统都可以干净利落地装入一辆3.57m长的梅赛德斯—奔驰A级轿车中,这使得在未来的汽车上大
规模地使用这种有利于环保的燃料电池技术切实可行。就将燃料电池技术应用到公路汽车这一点来说,戴姆勒—奔驰的研究者在开发最有效的电力驱动方法上领先。
在普通的电动轿车上,首先必须由一座电站发电,然后蓄入汽车的蔷电池中。对于这种蓄电池的高成本、大重量、使用期短以及充电时间长等问题目前还没有找到令人满意的解决方法。因此,该公司的目标是找出能够中介贮存电能的媒体并且可按需要在汽车上产生电流的工艺过程。
很有希望营代这些蓄电池的一种方法就是采用燃料电池。作为燃料的氢和氧是不需燃烧的,而是在“冷态”反应中直接转换为电能和水蒸气。氢“燃料箱”以增压气瓶的形式装载在汽车上。从氢和氧反应产生纯“冷态”电能是通过由一个专门镀铂处理的高分子箔片形成的电解质来分离这两种气体实现的,这样避免了“热态”反应。“治态”反应可通过在氢和氧的两侧加入正极和负极的方法进行,这样从中获得电能。电能由双电极引导,双极板耗散热并提供至相邻电池的电通路。许多电池以所谓堆积的方式连接在一起,为驾驶车辆提供必须的能量。
商业化生产燃料电池汽车的长远目标是用液态甲醇取代氢气,正如NECAR
lll中那样,它们可以装入汽车的标准油箱中。除了重量减轻外,这样做的一个主要优点是甲醇供应的基础设施能够非常快地建立起来,那时司机就可以像到任何加油站加普通汽油一样加注甲醇。
戴姆勒—奔驰公司将继续从事用于移动和固定用途的各种燃料电池技术的研究。NEGAR项目是未来项目的一部分;它将是塑造明天世界普及环保友好技术漫漫征程上具有重大意义的里程碑。
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