锂电池的化学体系基础就决定了其将氧化剂和还原剂都放在一个密封的腔体之中,然后通过隔膜等结构实现一个有序的氧化还原反应。当这种反应有序的时候,叫做充放电,当这种反应无序了之后,那就叫热失控。
燃料电池和锂电池在化学体系上最大的区别,是氧化剂(氧气)的来源是来自于大气。整个燃料电池系统,只要有办法能够将氢气良好的密封隔绝,只在电堆中受控的发生反应,那么燃料电池系统在理论上就是绝对安全的系统。
当然,大家之所以觉得氢燃料电池系统不安全,仅仅是因为氢气太活泼了,主要体现在爆炸极限宽,而且氢的分子量太小,比较容易逃逸,甚至会渗透到金属之中形成氢脆效应。
关于逃逸的问题,使用非金属内胆结构的压力储存容器的技术已经很成熟了,未来固态储氢也是一种很有前景的车用储氢方式。丰田在今年的氢气发动机测试中说他们打算在乘用车研究液态储氢方案,但是这种技术在乘用车上没有应用可能,更多的会是未来干线物流这类每天都能确保消耗大量氢气的商用车才会采用这样的系统。
早在2000年初,包括国内的氢燃料电池汽车就已经普及了各类的氢气探测系统从而有效的识别氢气泄漏的问题,一旦发现氢气泄漏,则马上关闭气钢瓶出口的气阀,从而确保安全。而且大家对于氢气泄漏问题的影响大可不必过度担忧,因为氢气虽然相对来说比较容易逃逸,但是由于其逃逸速度很快,所以即便发生泄漏,只要空间是敞开的,氢气会快速的散开,不像其他可燃气体会出现成团存在的情况。所以在结构上加强通风就可以避免很多的爆炸起火风险。
例如日本的氢能示范城市,在个人住宅的氢燃料电池车的车库,就要求强制安装带有氢气检测的通风扇,通风扇的强度可以做到一分多钟就能确保将整个车库的空气实现换气。
最后就是储氢瓶的安全,我给大家说个故事吧。
美国通用汽车是氢燃料电池的研究领先企业,我在17年前在学校亲身坐通用汽车的H1(氢1)概念车的时候,我就问通用的北美工程师:你们怎么保证氢能罐体的安全。他们的回答是:如果我们把这辆车从你们的学校主楼的楼顶扔下来,这辆车的所有部件都被砸的解体。这个时候你会发现我们的储氢罐就和乒乓球一样,乒乒乓乓的乱蹦出好远。
转载于作者:JackyQ