油價愈來愈便宜了 還要買電動車嗎 ?

氫燃料電池和充電電池。明明就不一樣的東西,一個可以充電;另一個不行。一個要加氫;另一個不用。一個技術門檻高;另一個技術門檻低。一個加氫氣三分鐘;一個充電數小時。
豐田花了一兆日幣研發氫燃料電池車,當人家瘋了呀當然不是呀,是為未來日本能源轉型做好準備,
也是安倍三支箭的核心打造氫能源社會的一環。除了日本,韓國也有量產燃料電池車,同時也是世界上兩大生產鋰電池的國家,台灣技術不如人哭哭。


科普一下:

動力:

電動馬達:



以電力驅動馬達運轉,帶動輪胎轉動


***************************************

電力來源:



↑ 鋰電池 ,可循環多次充電


↑ 鉛酸電瓶 ,可循環多次充電



↑ 傳統一次性碳鋅電池(化學反應,不可逆,不可充電,不可補充)


↑ 氫燃料電池(化學反應,不可充電)

可補充燃料。

燃料:液體氫
消耗:氧氣
排放物:水




↑ 增程發電機(小型汽油發電機)

燃料:92/95/98 無鉛汽油
消耗:氧氣
排放物:廢氣(多種有害物質)


**************************


↑ 一般電容

「電容」是一種儲存電力的裝置,類似電池,但 特性 與電池有很大的不同

電容允許:極速充放電(幾秒充飽)、高壓電、高電流

壽命(循環充電次數)高達幾十萬次,或約 10~20年




↑ 一般「超級電容」

超級電容 是電容的升級版,優點特性與電容一樣,而電容量為普通電容的 數萬倍

用於 電動公車、LTR 輕軌電車。

電動公車/電車 靠站,只須觸電網幾秒鐘,就可以充飽。充飽可跑 10公里左右。

壽命同電容,高達幾十萬次,或 10~20年。


↑ 石墨稀 「超級電容」

超級電容 的 再升級版,成功 "微型化" 超級電容。

這樣小小一顆 = 上面那個一大組「超級電容」(同等電容量)

在更小的體積中,能承載更大的電容量。

特性與電容相同,極速充放電,幾秒就可以充飽。


↑ 石墨稀

21世紀高科技材料,由碳分子組成的一片薄膜,厚度僅有一個碳原子大小

硬度是鋼鐵 200倍。

可捲曲,具有導電性/儲電性(半導體),可用於 超級電容、晶片...等等


*********************************

比起 氫燃料電池,個人更看好「超級電容」

壽命超長的一種類電池,耐用 10~20年(或幾十萬次循環充放)

極速充放電,灌高壓電進去,幾秒就可以充飽。比加油還快。


現下「超級電容」的問題是在:體積

同樣體積下,它的電容量沒有鋰電池高。

所以要裝在電動機車比較困難(沒有足夠空間)。若裝不夠大顆的,電容量又太少,跑不遠,不實用。

但已經運用在:電動公車/輕軌電車,這類大型車輛上。

如果導入石墨稀等材料技術,縮小了體積,就有望可以裝在電動機車、電動汽車上。

美國 特斯拉(就是很有名氣的那家電動車) 也是對石墨稀很看好的,有投資研發。所以特斯拉其實也是想朝「超級電容」的方向發展。


畢竟 氫燃料電池,需要吃氫。它是消耗特定燃料的。

但是「超級電容」,它就只是個電容,電力可以來自任何方法:核能發電、火力發電、水力、風力、太陽能、潮汐力、地熱.....等等的。

甚至未來可能會有:核融合(可控核聚變,氦3)發電。無污染的。

以遠見來說,超級電容 比較靠譜。人類未來幾百年、甚至幾千年都能用到。

加電只須數秒鐘(極速充電)。壽命又超長。C/P值高。

氫燃料電池,充其量就是個過度性的產品。儲存、輸送也麻煩。氫氣是易燃物,比石油還容易爆炸。

電力,只要靠電線,就可以傳送了。無線傳送還可以用微波什麼的。
看來許多人都誤解了氫燃料電池, 雖然名稱也是個 "電池" 實際上, 應該說它是個發電機, 是電力來源
反應後產生電力, 但本身是不能儲存電力的, 基本上是需要電力來維持控制氫氣的輸入反應量(所以大都希望能配合太陽能及電池), 所以還是需要個電池, 做為備用電力
而產生的電力可以直接驅動馬達, 也可供電給電池儲電, 更可提供給超級電容之電力
不再需要經由公共電力網來提供電力, 所以基本上也是使用電動的設備, 也叫電動車, 只不過和電池電動車不同的是, 它會自行產生電力, 不需要充電, 排碳率也遠較公共電力網低

DC10 wrote:
那是你考慮了氫氣的取得使用電解,取得效率才會這樣低...(恕刪)


沒有,這只是計算車子本身,沒有考慮到氫氣的取得。在維基百科燃料電池的頁面中,有這麼一段話"In a fuel-cell vehicle the tank-to-wheel efficiency is greater than 45% at low loads[59] and shows average values of about 36% when a driving cycle like the NEDC (New European Driving Cycle) is used as test procedure.[60]"

From tank-to-wheel就是說只考慮車輛本身,沒有考慮氫氣的取得方式,氫燃料汽車最佳效率可達45%,在比較接近實際狀況的條件下,效率大約是36%。雖然說維基百科常常有錯,但這段話所引用的參考文獻都是經同儕審核過的科學期刊,可信度較高,所以我採用這個數字。


DC10 wrote:
這是單就引擎的熱效率,而且還是奧圖循環的最高效率,最終輸出能超過25%已經很了不起了


同樣在維基百科引擎效率的頁面中,也有那麼一段話"In the past 3–4 years, GDI (Gasoline Direct Injection) increased the efficiency of the engines equipped with this fueling system up to 35%. Currently, the technology is available in a wide variety of vehicles ranging from less expensive cars produced by Mazda, Ford and Chevrolet to more expensive cars produced by BMW, Mercedes-Benz, and Volkswagen Auto Group."

也就是說,新一代的引擎熱效率已經可以到35%,再乘上85%的傳動效率,總效率約30%。

以上是我計算數據的來源,當然比較的基礎也有些偏頗,因為我是用比較好的引擎車來跟平均的燃料電池車來比較,但我這裡計算的是氧氣的利用率,會計算這個的原因是有人擔心太多燃料電池車會造成大氣缺氧,我用比較偏袒引擎的方式計算,結果仍然是不用擔心燃料電池會比引擎耗用更多的氧,如果用更實際的狀況,那就更不用擔心了。
等亞太氫氣機車,等了3年多,尹董、王董又不注資個3億來燒,要不然郭董也行,講太多,車子不上市也沒辦法。

Tenny He wrote:
氫燃料電池和充電電池。明明就不一樣的東西,一個可以充電;另一個不行。一個要加氫;另一個不用。一個技術門檻高;另一個技術門檻低。一個加氫氣三分鐘;一個充電數小時。...(恕刪)


燃料電池跟充電電池當然是不一樣的東西,這裡之所以會有這些討論是因為有人認為:

(1)燃料電池車不是電動車
(2)跟傳統電池比起來,燃料電池比較像內燃機

chlorite wrote:
沒有,這只是計算車子本身,沒有考慮到氫氣的取得。在維基百科燃料電池的頁面中,有這麼一段話"In a fuel-cell vehicle the tank-to-wheel efficiency is greater than 45% at low loads[59] and shows average values of about 36% when a driving cycle like the NEDC (New European Driving Cycle) is used as test procedure.[60]"

From tank-to-wheel就是說只考慮車輛本身,沒有考慮氫氣的取得方式,氫燃料汽車最佳效率可達45%,在比較接近實際狀況的條件下,效率大約是36%。雖然說維基百科常常有錯,但這段話所引用的參考文獻都是經同儕審核過的科學期刊,可信度較高,所以我採用這個數字。


同樣在維基百科引擎效率的頁面中,也有那麼一段話"In the past 3–4 years, GDI (Gasoline Direct Injection) increased the efficiency of the engines equipped with this fueling system up to 35%. Currently, the technology is available in a wide variety of vehicles ranging from less expensive cars produced by Mazda, Ford and Chevrolet to more expensive cars produced by BMW, Mercedes-Benz, and Volkswagen Auto Group."

也就是說,新一代的引擎熱效率已經可以到35%,再乘上85%的傳動效率,總效率約30%。

以上是我計算數據的來源,當然比較的基礎也有些偏頗,因為我是用比較好的引擎車來跟平均的燃料電池車來比較,但我這裡計算的是氧氣的利用率,會計算這個的原因是有人擔心太多燃料電池車會造成大氣缺氧,我用比較偏袒引擎的方式計算,結果仍然是不用擔心燃料電池會比引擎耗用更多的氧,如果用更實際的狀況,那就更不用擔心了。


話別引用一半............

In a fuel-cell vehicle the tank-to-wheel efficiency is greater than 45% at low loads[59] and shows average values of about 36% when a driving cycle like the NEDC (New European Driving Cycle) is used as test procedure.[60] The comparable NEDC value for a Diesel vehicle is 22%. In 2008 Honda released a demonstration fuel cell electric vehicle (the Honda FCX Clarity) with fuel stack claiming a 60% tank-to-wheel efficiency.[61]

在低負載模式下,燃料電池的輪上效率超過45%,以歐規模式測試平均約為36%,於相同歐規測試模式下的柴油效率為22%,在本田所展示的燃料電池車FCX Clarity的燃料電池堆上,則宣稱有60%的輪上效率。

引擎熱效率與輪上效率不是同一件事情,簡單來說就是引擎的毛馬力,跟輪上馬力不是同一回事,別自己拿計算機除一除,就可以拿來講,這兩個不像你想像中的簡單,首先馬達的效率遠高於引擎,中間又不需要變速箱傳動,所以效率可以高出一截,其二柴油的熱效率優秀的也有35%,為何輪上效率只有22%?就是因為這個談的是實際輸出的,而不是引擎的無負載的毛馬力~

從你所貼的數據來看,燃料電池的效率較柴油引擎高了39%,如果以本田所宣稱的,效率更高了約63%,這不是阿金森循環的汽油引擎能比較的,阿金森循環的汽油引擎,最多與柴油引擎熱效率相仿,不過就以柴電與油電歐規數據比較來看,顯然柴電的省油性較油電又更勝一籌,油電的最終效率可能與傳統柴油相仿,即使如此效率仍較燃料電池低了39%。


DC10 wrote:
話別引用一半......(恕刪)


你也只看了我發文的一半,我前文有說了,我是為了要說明"用燃料電池車不會造成大氣缺氧",才引用"比較好的引擎車效率",以及"比較差的燃料電池車效率",來比較兩種車的耗氧量,在這個比較條件下,燃料電池車仍然耗氧較少,所以不用擔心改用燃料電池車會缺氧。根本就沒有要比較兩種車的能源利用效率。

chlorite wrote:
你也只看了我發文的一半,我前文有說了,我是為了要說明"用燃料電池車不會造成大氣缺氧",才引用"比較好的引擎車效率",以及"比較差的燃料電池車效率",來比較兩種車的耗氧量,在這個比較條件下,燃料電池車仍然耗氧較少,所以不用擔心改用燃料電池車會缺氧。根本就沒有要比較兩種車的能源利用效率。


能源效率跟污染可是汽車業目前朝向油電、電池與燃料電池的主因,氧氣從來不是考量的一個點,地球上每天有太多的東西在吸取氧氣,包含生鏽、腐化都需要氧氣,為何不需要考量,是因為氧氣是循環著的,雖然人類多到爆,但與地球植物與海洋藻類產生氧氣的速度相比較,我們消耗的氧氣真的不算多,而且二氧化碳的分解主要來自於太陽的能量,還可以持續燃燒40多億年,這是不需要考慮的部分,不過石化燃料雖來自於太陽,但量是有限的,這也是為何車廠積極轉型,推出各式節省能源的車輛~


氧循環Wiki

DC10 wrote:
能源效率跟污染可是汽車業目前朝向油電、電池與燃料電池的主因,氧氣從來不是考量的一個點...(恕刪)


是啊!跟二氧化碳比起來,大氣中氧氣濃度很高,氧氣的減少受到的重視不若二氧化碳的增加。不過既然連續有兩個人(#281和#282)關心燃料電池車和引擎車的耗氧,我就利用一點時間簡單估計一下。

題外話,大氣中的氧氣的確有因為人類活動而減少,而且減少的量比燃燒化石燃料用掉的還要多好幾倍,同時海洋的溶氧也在減少。但還不至於影響人類健康就是了。
文章分享
評分
評分
複製連結
請輸入您要前往的頁數(1 ~ 31)

今日熱門文章 網友點擊推薦!