醇氢动力汽车氢发生器的应用

摘要：现如今，新能源汽车成为了汽车时尚界的新宠儿。源于世界对环境污染问题的研究和环保意识的觉醒。氮硫元素的燃烧会释放出很多污染环境的气体，因此，不含氮、硫元素的新能源引起了人们的注意，醇氢能源就是其中一种，醇的充足燃烧只会产生二氧化碳和水，氢燃烧只有水的排放。随之而来的问题就是能源发生器的缺乏，新能源汽车所使用的燃料对燃烧条件要求很高，燃烧时必须有足够优质的发生器才能运行，围绕着新能源汽车的燃料发生器又产生了诸多问题。本文基于新能源汽车的使用，针对氢发生器的应用进行探究。

关键词：醇氢动力；氢发生器；应用研究

研究表明，汽车尾气中所含的一氧化氮、一氧化碳等都是环境污染气体，对人体的损害极大，尤其是使用含铅汽油的汽车，铅的排放会引起人体中毒，影响食欲，精神恍惚，严重还会危及性命。因此，诸如乙醇、氢等不含氮硫元素的燃料被运用到新能源当中。就燃料的发生器而言，醇氢动力汽车必须使用氢发生器，氢发生器的质量直接就影响到新能源汽车的燃烧利用率，决定了新能源燃料利用的可能。所以，醇氢汽车氢发生器应用情况的研究，对于我国开发新能源汽车来说至关重要。

一、醇氢动力汽车使用氢发生器的原因

（一）乙醇不便作为单独燃料

乙醇（俗名酒精）作为燃料具有诸多优点，例如获取途径丰富，价格便宜，燃烧条件简单，燃烧不需要专用的发生器，且燃烧利用率高，燃烧产生的热量充足，且没有污染气体排放。但是乙醇易挥发，高浓度的乙醇挥发特别迅速，作为燃料保存十分不易，无法保证汽车长途旅行所必须的燃料。由此可以看出，乙醇不适合单独用作汽车燃料。因此需要混合其他能源使用。氢的化学性质十分活泼，但是他并不会溶于乙醇当中，因此，氫气可以和乙醇组成混合燃料。但是，氢能源燃烧条件复杂，需要发生器的应用。

（二）氢气的使用条件复杂

氢气作为一种燃烧新能源，在自然中的含量十分充沛，且可以真正实现近似零排放，因为它本身不含碳元素，不仅没有二氧化硫和二氧化氮等污染气体的排放，同时还没有“温室气体”二氧化碳的排放。同时它的燃烧产物只有水，不回应起其他污染和汽车变脏的问题。另外，氢气的燃烧效率十分高，产生的能源是一般汽油的三倍，是一种十分优质的燃料。然而，氢气也具有很多难以避免的缺点。首先，氢能源的价格很高，虽然氢元素在自然中含量充足，但是氢气的产生和提取十分困难，不论是电解水还是分解氨气，都需要耗费大量能源，在耗费能源的过程中就已经产生了诸多污染。另一方面，氢的运输也极为不易，因为氢气密度很低，容易透过物体外溢到空气当中。最后氢气的燃烧具有诸多困难，首先，纯度不高的氢气燃烧时极易爆炸，作为汽车燃料时又很难保证其纯度，所以要把氢气转换成液态氢，这就需要用到氢发生器了。

二、醇氢动力汽车氢发生器的应用研究

（一）氢发生器的应用作用

氢发生器的概念有两种，一种是氢产生器，一种是氢转换器。氢产生器就是产生氢气的装置，我国常常使用到的就是电解水，利用排水法采集氢气的装置，或是分解氨气，利用向上排空气法采集氢气的装置。氢转换器就是针对氢气燃烧的诸多问题，将氢气转换成为液态氢的装置。醇氢能源汽车氢发生器就是氢转换器。因为氢气的燃烧极为不便，燃烧不当还极容易出现爆炸现象，因此，需要将气态氢转换为液态氢，液态氢燃烧方便，且能源更加高效，可以保障汽车的长途跋涉。但是氢能源只有在超低温的情况下才能保持液态，且氢能源在液态时，是正氢和仲氢的混合物，正氢会自动催化为仲氢，从而产生热量，导致氢的蒸发。所以氢发生器在转换氢能源形态的同时还要降温隔热，致使氢能源保持液态，同时保障液态氢主要含量为仲氢，减少蒸发。

（二）氢发生器的应用结构

仲氢发生器由正仲氢转化柱和温度测量装置组成，在正仲氢转化柱中装有铁触媒，转化柱前设有预冷管，确保氢气的充分预冷。将事先准备好的氢气输送到预冷管中，通过气体入口进行充分预冷。随后高纯度的氢气经过稳流阀，来到转化柱，转化柱中设有温度传感器，感知气态氢的具体温度，判断其是否完全转化为液态氢。在转化柱下面设有装配液态氢的容器，中间层是刚刚从气态转化为液态的氢，装配液态氢容器为液氮容器，不会和液态氢发生反应，且与外部也不会产生化学反应。产生的液态氢运用在汽车燃料的时候，可以将它装在液态氢的燃料罐当中，将液态气化罐安装在后座与尾箱之间，中间安上足够厚的隔热层，保持温度在负二百五十摄氏度以下，确保氢能源为液态。一般隔热层会采用双层墙壁式结构，一层是不锈钢板，另外一层是真空的超隔热层，这样的结构安排极大程度的降低了热量的逐级传递速度。而且，液态氢能源温度过低，不能直接用于燃烧，需要将燃料储存中的液态氢转换成气体，转换成气体时必须经过汽车发动机的冷却系统，提前预热，再混入乙醇中共同燃烧。整个新能源的利用过程需要经历氢气的液化和液态氢的蒸发，才能将氢能源运用到燃烧过程当中，氢发生器在这当中，扮演着必不可少的角色。

三、结语

醇氢能源的汽车节约了石油能源，排放污染量大大减少。其中氢发生器的应用起着至关重要的作用，没有氢发生器的使用，醇氢能源的利用只能是新能源利用的一种构想，无法付诸现实。但是醇氢能源的氢发生器依然存在着诸多缺陷，使得新能源汽车不能广泛的运用到现实生活当中，改进这些缺陷，新能源汽车的普及肯定能“更上一层楼”，氢发生器必将为环境保护事业做出巨大贡献。

参考文献：

[1]杨昌乐，何田田.仲氢发生器的改进研究[J].低温与特气，2015（6）.

[2]曾凡帅，魏学哲.混合动力汽车镍氢动力电池包热管理研究[J].机电一体化，2014（5）.

[3]徐顺余，高海鸥，邱国茂，高雪峰.混合动力汽车车用镍氢动力电池分析[J].上海汽车，2006（2）.

作者简介：

尹志安，男，江西省南昌市人，南昌工学院，研究生，研究方向：车辆工程。

推荐访问:发生器 动力 汽车