石墨烯和氢燃料电池、纳米管超级电容,哪个才是新能源汽车的未来?

       随着新能源汽车掀起全球销售热潮。人们对于新能源技术的关注度也自然水涨船高。只是对与现在的所谓新能源汽车。很多技术专家并不认可,因为现在所谓的新能源汽车,本质上来说还只是普通的电动汽车,使用的还是传统的锂电池技术,并没有使用到真正的新能源技术。这样就避免不了受到很多传统电池技术的限制,比如充电时间,续航里程等等。而为了解决这些问题,只能使用新的能源技术。如石墨烯技术,碳纳米管超级电容,还有氢燃料电池,那么哪种技术最有可能成为未来新能源汽车真正的驱动力?

       首先来看一下现有的新能源车使用的动力电池,现在基本上已经都是使用的三元锂电池技术来生产制造的,虽然其能量密度已经能达到300wh/Kg,但这几乎已经达到目前技术水平的极限。即使通过改进电解液,电极材料等方法,锂电池的能量密度最多也再提高20%就到达极限了,而且即使这样的进步也是很难达到的。所以目前的电动新能源汽车的续航里程基本也只能在300公里上下。而且未来几年内都难有突破。再加上充电时间动辄几个小时。其实现在的电动新能源车从技术上来看还是很不成熟的,并不太具备彻底取代传统燃油车的可能性。要知道汽油的能量密度是12000w/kg,足足是现有锂电池的40倍,而且加满一箱油只需要几分钟。

       而现在炒作的沸沸扬扬的石墨烯电池,其实普遍有个误解,那就是在电池上使用石墨烯并不能大幅提高电池的容量,也就是能量密度。唯一的大幅改善的只有充放电时间。因为所谓的石墨烯电池,只是把其用作电池的阳极材料,利用石墨烯的超强导电性能,达到快速的充放电效果。但是这并不能增加电池容量。因此将石墨烯电池用于电动汽车。唯一的进步就是每次充电时间能缩短到十分钟以内,基本可以和传统燃油添加时间差不多。但是续航里程还是没有大的改变,基本维持的300公里左右。这样的话,跑长途还是需要频繁充电。因此石墨烯电池并不能完全解决现有问题。

       而碳纳米管超级电容,也有同样的问题。虽然超级电容有无数的优点,比如充放电更加快速,充满电设置只需一分钟。寿命超长,可充放电几十万次,而且损耗极低。即使在寒冷低温的环境下,也不会影响电容的性能。等等,但目前超级电容的能量密度还达不到锂电池的水平。现在科学专家正在研究的方向就主要集中在碳纳米管超级电容技术上。简单来说,一个乒乓球,展开的面积只有一个乒乓球的面积,而如果这个乒乓球用碳纳米管做成,那么彻底展开的面积有一个足球场大。因此用碳纳米管来制作超级电容,可以极大的增加电离子吸附能力,也就是提高电容的能量密度。但目前超级电容的成本还是非常高。而且也有很多需要攻克的技术难题。

       而氢燃料电池,虽然不是新能源的热门技术,但是已经有国外公司成功的应用开发除了真正的以氢燃料电池为动力的新能源汽车。相比电池或者电容技术。使用氢燃料电池,才算是真正的摆脱了旧的能源系统,毕竟不管是电池还是电容,都需要充电,而电的来源目前全球还主要是依靠化石燃料来发电的,因此用电驱动也还谈不上是新能源。而氢燃料电池一方面续航里程完全可以对标传统的燃油车辆,填充氢气可以采用直接更换氢燃料存储容器的方法也很方便快捷。目前来说唯一的问题,就是氢气的大规模商业化制备还有很多难题需要攻克,因此现在使用氢燃料的成本较高。

       根据这些替代技术的应用前景,氢燃料电池应该是最可能替代传统燃油成为下一代新能源车的动力来源。而石墨烯电池,考虑到电池容量密度的问题,手机上才是它的最佳应用场景。而超级电容在没有大的技术突破前,可能还需要应对电池的竞争。

source:http://www.juda.cn/news/64517.html

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