中国氢燃料电池汽车网  4月28日消息，日前，我们从外媒获悉了一篇讨论氢燃料电池汽车的应用场景适应性文章。《重型车辆是氢燃料电池应用的理想入口》。本文从燃料电池的特性及重卡的环境污染等方面系统阐述了，氢燃料电池对重载卡车的良好实用性场景。全文编译如下，以飨网友。

        美国通过能源部国家实验室联盟，橡树岭国家实验室的科学家们正在运用他们的专业知识提供解决方案，使重型车辆（HDV）的无排放氢燃料电池技术商业化。作为汽油内燃机的可行替代品，氢燃料电池可以提供可持续的清洁能源，用户体验相当。

       “氢技术在HDV市场的采用可能被证明是一个突破，启动了广泛的应用，”ORNL的davidcullen说，他是纳米材料科学中心的科学家，利用先进的显微镜和光谱学研究燃料电池催化剂和电极结构氢燃料电池是卡车运输行业的理想选择，因为其加油时间和行驶里程可与汽油动力卡车相媲美，且旅行路线可预测，这降低了发展加油基础设施的障碍。”

        氢燃料电池每单位质量所含能量比锂电池或柴油燃料高。卡车可以在不显著增加重量的情况下获得更高的可用能量-对于具有重量惩罚政策的长途卡车来说，这是一个重要的考虑因素。

       2020年10月，美国能源部氢和燃料电池技术办公室（HFTO）成立了百万英里燃料电池卡车联盟（M2FCT），通过研究和开发支持燃料电池在HDV市场上的应用机会，并与DOE的愿景保持一致，即在经济的多个部门提供清洁且价格合理的氢气。M2FCT由五个国家实验室组成，致力于满足卡车运输行业的效率、耐用性和成本要求。HFTO在五年内资助了5000万美元，该团队制定了2030年的目标，即演示长途卡车寿命为25000小时或100万英里的系统。

       劳伦斯伯克利国家实验室科学家艾哈迈特库索格鲁（ahmetkusoglu）表示：“向氢燃料电池重型汽车转型将对减少温室气体排放产生重大影响。”。Kusoglu指出，在美国，重型车辆只占车队的一小部分，其行驶里程仅占全年总行驶里程的10%。但是，根据美国环境保护署（EnvironmentalProtectionAgency）的数据，它们排放了23%的交通运输温室气体，占美国每年消耗燃料的近四分之一。

       M2FCT联盟在最近一篇自然能源评论文章中概述了该技术的当前和未来状态，并解决了重型车辆行业（包括卡车、公共汽车、火车和船舶应用）广泛采用该技术所面临的挑战。M2FCT的协调官员Cullen是这篇论文的第一作者；合著者包括ORNL的Karren More和来自劳伦斯伯克利国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室、国家可再生能源实验室和阿贡国家实验室的M2FCT成员科学家。

       重型车辆的温室气体排放量占交通运输排放量的23%，几乎占美国每年燃料消耗量的四分之一。库伦说：“这个联盟有四大支柱：材料开发、组件集成、组件和燃料电池耐久性以及系统分析。”但它们相互啮合，互相取食。ORNL通过我们的角色塑造工作，在所有这些领域开展工作。”

       莫尔是美国能源部科学用户机构纳米材料科学中心的主任，她表示，ORNL将运用其在燃料电池材料和组件的微观结构和微化学分析方面的独特能力和专业知识，从宏观到原子水平更好地理解燃料电池的性能和耐久性问题。

       她说：“我们继续开发新的表征方法和数据分析，以深入了解用于重型应用的燃料电池材料的性能。”ORNL提供了研究材料结构、化学和性能的创新方法，以便理解和解决性能和耐久性问题，从而开发具有优化性能的新材料。”

       ORNL还将提供制造专业知识，该专业知识将与NREL密切协调，以确定如何扩大膜电极组件的制造工艺。库伦说，研究小组将致力于开发新的电极结构，这种结构可以通过辊对辊工艺实现，而不是传统的喷涂或油墨沉积工艺。

        M2FCT代表了燃料电池性能和耐久性（FC-PAD，consortium）结束后的方向转变，该团队专注于轻型车辆的燃料电池。

        2019年末，DOE的HFTO与车辆技术办公室合作，发布了氢燃料长途牵引拖车卡车（也称为8级长途卡车）的技术目标。这些目标启动了M2FCT研究人员目前正在进行的指导早期研发的工作。M2FCT最近发布的研究以8级长途卡车为例，展示了不同的设计特征如何影响效率和耐久性，以及如何利用轻型车辆的进步来满足重型车辆的要求。

        氢燃料电池通过氢和氧之间的电化学反应来发电，氢和氧结合起来产生电、热和水。一个燃料电池可以产生大约300瓦的能量；为了产生足够的电力来驱动汽车的电动机，燃料电池需要组合成一个燃料电池组。

        为了满足能源部对氢燃料长途牵引拖车卡车的目标，M2FCT研究人员已经确定了为轻型车辆和重型车辆设计氢燃料电池的关键区别。根据ANL化学家Deborah Myers的说法，挑战在于“重型车辆需要更高的电池电压来实现最佳效率，此外，所需的寿命比轻型车辆长3到5倍，对燃料电池材料的性能和耐久性提出了更高的要求。”解决方案包括材料研究，探索现有燃料电池组件材料在不同温度和湿度水平以及更高的电池电压下如何工作和降解，以及研究新材料整合如何应对这些挑战的发展。

        M2FCT团队汇集了与燃料电池效率和耐久性相关的不同领域的专业知识，并与工业开发商进行了沟通。虽然该团队最初的重点是氢燃料长途牵引拖车，但M2FCT研究人员也对氢燃料电池在其他要求更高的重型应用（包括火车、海事甚至航空）中的潜在应用持乐观态度。

        “氢是一种多功能的能量载体，它被封装在的概念中。你可以用氢键储存能量，这对于长期或季节性的能量储存特别有意义。你可以用它在卡车或工业部门，但你也可以把它转换回电力投入电网，“卡伦说我们看到人们对氢作为能源载体的兴趣越来越大，而不仅仅是对汽车。”

        UTBattelle为美国能源部科学办公室管理橡树岭国家实验室，该办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者。美国能源部的科学办公室正在努力解决我们这个时代一些最紧迫的挑战。

       来源：ORNL

  声明：本文系中国氢燃料电池汽车网MRHN.CN独家编译稿件，欢迎转载，请注明出处！