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第15章 低碳汽车的靓丽身影(6)

由于转子发动机的低温进气室与高温燃烧室是分离结构,它可以有效避免氢气吸入行程中所发生的回火现象,并使燃烧更加充分。

(3)氢动力汽车的潜力与不足

分析人士认为,氢动力汽车要想推广,仍需很长一段时间。目前,这类汽车基本处于测试阶段。据了解,通用汽车和福特汽车的氢动力汽车目前也都处在路试试验阶段。

氢燃料的应用前景非常广阔,氢燃料燃烧后只排放水蒸气,没有二氧化碳。由于氢在自然界大量存在,目前制造氢气已不成问题。对消费者而言,使用氢燃料作为汽车燃料比较方便,用5~10分钟补充燃料即可。此外,氢动力发动机比汽油发动机工作效率高。

成本高是氢燃料汽车需要解决的主要问题,另外,建造、运输和储存氢气的基础设施需要投入大量资金,也非一朝一夕可以完成的。

2.燃料电池汽车

上面讲到了氢燃料发动机汽车以及进一步发展的氢燃料混合动力汽车,将氢气化学能高效转换成电能来驱动电机,是否还有更好的方法来实现氢能转换成电能呢?那就是燃料电池。

燃料电池发电的过程是这样的,燃料(主要是氢)和氧化剂(纯氧或空气)在经过渗透膜相遇时产生电能。当连续不断地向电池内送入氢燃料和氧化剂时电池连续发电,排放物仅为纯净水。因此,燃料电池是一种适合车用的、环境友好的氢氧发电装置。它的最大特点是反应过程不涉及燃烧,因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制,其能量转换效率可高达80%。实际使用效率则是普通汽油机的2~3倍。

燃料电池汽车就是以燃料电池作为动力的电动汽车,从工作原理上决定了其具有三大优点:一是动力系统工作时,不排放对环境有害的物质,只有水(蒸汽),汽车可真正实现零排放;二是汽车动力系统工作效率高;三是氢作为一种可再生的能源载体,使汽车的燃料来源更多更广,可以消除汽车能源短缺之忧。因此,燃料电池汽车可以从根本上解决人类面临的环保和能源两大严峻难题。

八、低碳交通工具大观

1.太阳能汽车

由瑞士人驾驶全球首辆“太阳能的士”,穿越24个国家行程2.7万千米到达我国昆明。这部车50%的动力由约10平方米的太阳能电池板提供,另外50%的动力由太阳能电站补给。此车实现了尾气“零排放”。

这部车没有设置挡位,方向盘可左右移动。驾驶室可容纳两人,装有两部车载摄像机、全球定位系统和可切换12种语言的音译系统。有阳光时可行驶400千米,没有阳光时也能行驶300千米。此车最高时速达90千米。

2.全电动汽车

美国研制的这种汽车是一款全电动敞篷跑车,由6831块锂电池组成的电池组驱动。一次充电不超过4小时,充一次电可行驶320多千米,0~96千米时速加速时间只需4秒钟。此车不排放任何污染物。

3.风力汽车

美国研制的这种汽车以风为动力。此车的外形与普通汽车相似,主要区别仅仅是在车顶上装有风车。风车可利用来自不同方向的风,即使风很小也能使风车转动,带动汽车内的小型发电机发电。发电机所产生的电流被蓄电池储存起来,需要的时候可用蓄电池所储存的电能来驱动汽车。

4.空气动力汽车

印度有望开发出一种特殊燃料汽车。这种汽车以纯粹的空气为燃料,动力系统由压缩空气瓶构成。行驶时依靠压缩空气驱动车辆前进,对周围环境没有任何污染。这部车的车身用玻璃纤维打造,非常轻便,总重量只有350千克。据说,这款五人座的汽车,不久就会面世。

5.水力汽车

日本研制的这种汽车以水为燃料。此车加1公升水即可以80千米时速行驶一小时,更令人惊讶的是所用水并不一定是纯净水,而且雨水、河水或海水等任何水均可,只要不断加水就可以继续行驶,而且不排放二氧化碳。

此车的动力系统使用了一种名为膜电极组的技术,可以将水通过化学反应分解为氢气和氧气,利用水分子分解的过程产生电力,进而以此推动汽车前进。这一化学过程类似于氢化金属和水反应产生氢,这种技术效率比现有的技术效率更高、成本更低,能让水产生氢的时间更长。

这一系统类似于氢燃料电池又有所不同,只需水和空气就能制造出氢,可以不用再配备贮存高压氢的“油”箱,膜电极组不需要特殊的催化剂,而只需一些稀有金属。其基本工作原理为,在燃料极侧使金属或金属化合物与水发生化学反应提取氢气,其特点是通过控制金属或金属化合物的反应性,以达到可长时间使用的目的。

这听起来与当年“水变油”闹剧颇为相似,但研制这种车的日本公司已召开新闻发布会向外界进行了发布,还展示了小型吉普车样车并进行了动力系统小型实验装置演示,在动力系统驱动下样车被开动了,实验装置发出的电还开启了电视和带铅酸充电电池的照明设备,因此目前暂且尚不能同日而语,并希望永远不能同日而语。

6.仿生汽车

美国研制的这种汽车,车头形状模拟鱼类头骨的生理结构设计,大大削弱了在行驶过程中所遇到的空气阻力。车身结构设计和所选用的漆料,模仿了鱼类的体形和鱼鳞的颜色。动力系统采用的是耗油量极小的柴油发动机,平均百千米油耗仅为4.3升,以时速90千米行驶的百千米油耗只有2.8升。

令人感到更新奇的是这种汽车能“吃”掉自身产生的尾气。此车装有世界上独一无二的选择性催化还原降解装置,这一装置会在汽车产生尾气时,自动向尾气排放系统喷射一种特殊的化学制剂,可将尾气中80%的有害气体分解成水和氧气。

7.木制汽车

全球首辆木制超级赛车在美国问世。此车轮毂、底盘和车身分别为木材、薄胶合板和枫木、胶合板,以及中密度纤维板等材料制造,重量比轻型保时捷汽车还轻240千克。最大功率比保时捷大功率跑车大近两倍,时速可在3秒多钟时间内从静止加速到96.56千米。

8.竹制汽车

日本研制的这种汽车的外壳是用竹条编成的,以锂电池为动力充一次电可行驶50千米。利用民用电在家即可为车用锂电池充电。这种单座汽车的重量只有60千克。

9. 全塑料汽车

英国研制的这种汽车除发动机和坐椅外,整车的部件完全由塑料制成,坐椅也采用防水设计,因此即使下大雨也可放心地将车停在户外,永远不用担心生锈的问题。更有意思的是此车采用皮带传动,没有变速箱使得倒车与前进时速度一样快。这种车是全球第一种采用前后对称设计的汽车,大幅度降低了设计和生产成本。

这种车没有顶篷和车门,前挡风玻璃也只有普通汽车的一半,全重370千克,只有普通汽车的三分之一,最高时速可达100千米。目前已经开始在英国销售。

10.电动自行车

英国研制这种车克服了传统电动自行车蓄电池太重、行程太短等缺陷。由于采用了重量轻、效率高的新型蓄电池,此车行驶里程更远。

传统电动自行车使用的铅酸蓄电池,重量大、效率低、充电时间长。新型电动自行车的特点是使用锂电池,体积小、重量轻可方便地放后车架上,一次充电的时间只需4~6小时,即使仅充电2小时也蓄电达80%,用5块一组的锂电池可持续骑行160千米。此车在车把上装有显示屏,可显示锂电池的电量和行驶里程。

11.电动高速列车

新型国产“和谐号”CRH3型动车组呈流线型,降低了动车组的空气阻力和噪声。这种列车在京津城际高速铁路上,曾创造了时速394.3千米的世界纪录,可谓当今世界运营时速最快的列车。

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