近日,氫燃料電車下線的消息傳遍了大江南北,那氫燃料電車下線到底意味著什么?其實氫燃料電車是通過超級電容起步牽引、爬坡時瞬時加速,燃料電池則作為電車的牽引電源,有軌電車可以以最高時速70公里持續(xù)運行。據(jù)悉,在研發(fā)過程中,該校申報中國發(fā)明專利20余項,發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文40余篇,填補了行業(yè)空白,也代表了目前世界的最高水平。
提到有軌電車,大家腦海里浮現(xiàn)的應(yīng)該是民國時期頭頂掛著電線、隨著軌道慢搖慢晃的“鐺鐺車”。4月27日,由西南交通大學(xué)主持研制、在中車唐山公司正式下線的燃料電池/超級電容混合動力100%低地板商用型有軌電車,不僅剪斷了頭頂?shù)?ldquo;長辮子”,最高時速能達到70公里。更牛的是,這輛電車唯一的排放物是能喝的水!據(jù)介紹,這是全世界第一輛氫燃料混合動力的有軌電車。
唯一的“灰燼”就是水“排放出的水,直接喝都可以!”得知這一重大成果后,華西都市報記者27日晚致電西南交大該項目負責(zé)人、學(xué)校電氣工程學(xué)院院長陳維榮教授,他告訴記者,氫燃料電池技術(shù)的原理,是氫通過蓄電池在“陽極被氧化,氧化劑陰極被還原”的過程中自行發(fā)電。將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,中間不經(jīng)過內(nèi)燃機發(fā)電的燃燒;又因為這一過程實質(zhì)是電解水的逆過程,其發(fā)電過程的“排放物”也就只有水和余熱了。
排出的水有沒有雜質(zhì)呢?陳院長告訴記者,這些水非常純凈,可以不經(jīng)處理直接排放,甚至可以飲用。而整個反應(yīng)過程的最高溫度也不超過100℃,再加上電堆本身沒有內(nèi)燃機里發(fā)電的運動部件,因此震動和噪音也低。
除了顯著的環(huán)保優(yōu)勢,氫燃料電池的經(jīng)濟優(yōu)勢也相當(dāng)明顯。根據(jù)中國中車公開資料顯示,燃料電池有軌電車雖然在車上增加了混合動力系統(tǒng)等,使得每列電車投資增加了500萬元;但由于建設(shè)制氫加氫站點的投入遠遠低于牽引供電系統(tǒng)的投入,僅此就比儲能式有軌電車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)節(jié)省投資800萬元/公里以上,比第三軌加儲能式有軌電車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)節(jié)省投資3000萬元/公里以上。
傳統(tǒng)依賴儲能式電池驅(qū)動的電車,要么鋰電池笨重、無法快速充電;要么超級電容續(xù)航時間短,都從不同程度限制了電車的運行時間和速度。陳維榮向記者介紹,新型有軌電車的特別之處就在于混合動力,它在常規(guī)電車裝載電池的基礎(chǔ)上,加入了氫燃料電池技術(shù)。“雖叫電池,但因為它是將化學(xué)物利用外部系統(tǒng)源源不斷輸送到電極上反應(yīng)發(fā)電,因此它更應(yīng)該被稱作一臺為超級電容充電的‘電化學(xué)發(fā)電機’。”一次快速加氫只需要15分鐘,可持續(xù)行駛40公里以上,而陳維榮研發(fā)的這列有軌電車上,裝載有3個這樣的燃料電池。
將超級電容和燃料電池結(jié)合,交大花了4年時間。據(jù)介紹,從2008年開始,西南交大就率先在國內(nèi)開展了燃料電池技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用研究,并于2013年1月研制成功國內(nèi)第一輛燃料電池電動機車。而此次面世的技術(shù)成果,是該校首次掌握并突破了燃料電池/超級電容混合動力有軌電車牽引和控制的一系列關(guān)鍵技術(shù),并由中車唐山公司整車研制與生產(chǎn)的。 在長春、大連等地,有軌電車常被應(yīng)用在連接中小城市內(nèi)部交通,以及運量偏大的城際交通。“動力構(gòu)成和形式的改變,讓這列新型有軌電車剪斷了頭頂?shù)?lsquo;小辮子’。”陳維榮用頭發(fā)形容電車頂上紛繁的接觸網(wǎng),“全程無接觸網(wǎng)運行,不僅更加美觀,還更加安全。”