當(dāng)然,通常情況下,氫燃料電池車以氣態(tài)形式攜帶氫燃料,儲(chǔ)存在壓力約為700bar(10150psi)的儲(chǔ)罐中。這些罐子相當(dāng)大和重,這抵消了氫氣相對(duì)于當(dāng)今鋰電池的主要優(yōu)勢(shì)之一--其更高的能量密度。高壓力也使得氫氣對(duì)于摩托車和踏板車等兩輪車來(lái)說(shuō)是不切實(shí)際的選擇。
但是,位于德累斯頓的弗勞恩霍夫制造技術(shù)和先進(jìn)材料研究所的一個(gè)團(tuán)隊(duì)想出了一種有趣的新方法來(lái)儲(chǔ)存和攜帶氫能,這種方法是以水合鎂為基礎(chǔ)的“Powerpaste”,它可以將氫以化學(xué)形式儲(chǔ)存在大氣壓下,在需要時(shí)隨時(shí)釋放。
為了生產(chǎn)這種糊狀物,鎂與氫在350 °C (662 °F)左右的溫度和五到六倍的大氣壓下結(jié)合,形成氫化鎂。酯類和金屬鹽的加入完成了這一過(guò)程,并形成了一種粘稠的灰色糊狀物,可以裝入墨盒中。在Powerpaste形式下,它在高達(dá)250 °C(482 °F)的溫度下完全穩(wěn)定。它攜帶的能量是同等重量的鋰電池的10倍,大大超過(guò)同等重量的700bar氫儲(chǔ)罐。研究人員表示,使用Powerpaste動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的車輛可望獲得 “與汽油相當(dāng)--甚至更大的續(xù)航里程”。
當(dāng)需要釋放能量時(shí),一個(gè)柱塞裝置將糊狀物擠壓到一個(gè)腔室中,在那里它與水發(fā)生反應(yīng),以動(dòng)態(tài)控制的速度釋放氫氣,然后供給燃料電池,以產(chǎn)生電力,用它來(lái)運(yùn)行電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)或其他設(shè)備。這種漿料令人印象深刻的能量密度部分來(lái)自于它所釋放的氫氣有一半來(lái)自于它所反應(yīng)的水。弗勞恩霍夫團(tuán)隊(duì)談到,可將Powerpaste其用于大型無(wú)人機(jī),大幅提升它們的飛行時(shí)間和續(xù)航能力,或者用于便攜式電器,比如糊狀供電的野營(yíng)烤面包機(jī)或水壺等。該團(tuán)隊(duì)表示,這種粘稠的糊狀物可以通過(guò)“相對(duì)便宜的設(shè)備”通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的灌裝線來(lái)供應(yīng)。
從物流上看,這種東西似乎比普通的氣態(tài)(當(dāng)然也包括液態(tài))氫簡(jiǎn)單得多。它可以用卡車裝在桶里或油罐車?yán)铮蚨嗷蛏俚亓粼谌魏蔚胤?,不?huì)有危險(xiǎn)。弗勞恩霍夫IFAM正在自己的工廠里建造一個(gè)Powerpaste生產(chǎn)廠,該廠將于今年晚些時(shí)候開(kāi)工,有能力每年制造多達(dá)4噸的糊狀物,用于試驗(yàn)項(xiàng)目和行業(yè)評(píng)估。它還在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試臺(tái)上安裝了一臺(tái)發(fā)電機(jī),并在運(yùn)行。
不過(guò),問(wèn)題依然存在。鎂膏用完后會(huì)發(fā)生什么?它是否會(huì)被回收到工藝中?上面引用的能量密度數(shù)字是否考慮了整個(gè)系統(tǒng)的需求,還是僅僅考慮了燃料儲(chǔ)存?考慮到燃料電池會(huì)產(chǎn)生水這個(gè)副產(chǎn)品,在給定的能量下,它需要使用多少水,填充時(shí)需要添加多少水?
也許最重要的是,制作這種糊劑的過(guò)程能源效率如何?在燃料電池系統(tǒng)中,反對(duì)清潔氫的一個(gè)黑點(diǎn)就是它對(duì)清潔能源的利用效率低得可怕。把清潔能源儲(chǔ)存在電池里,你會(huì)在車輪上得到90%以上的回饋。把它儲(chǔ)存在氫氣中,你就會(huì)在沿途的損耗過(guò)程中燒掉至少一半的能量。
Powerpaste的生產(chǎn)需要熱量、壓力和工業(yè)過(guò)程,這些都需要耗費(fèi)能源。再加上儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)呢?cái)務(wù)和能源成本,相比之下,這些方程式很可能讓氣態(tài)氫看起來(lái)像一個(gè)非常節(jié)省的小能源持有者。
然后是成本問(wèn)題;既然Powerpaste的續(xù)航能力大致相同,那么它與汽油相比,在加氫時(shí)的成本如何?當(dāng)然,一開(kāi)始成本會(huì)很高,而且會(huì)隨著規(guī)模和清潔氫的價(jià)格而下降。但增加的加工和運(yùn)輸成本會(huì)讓它的價(jià)格比直接的氫氣更貴,未來(lái)一個(gè)大概的數(shù)字絕對(duì)能給人以啟發(fā)。