ECD Ovonic公司的固态储氢技术

来源：中国汽车新网－汽车与配件　　　　　　　　时间：2005年3月15日

　　随着世界"能源危机"的日益加剧，以氢为动力的燃料电池车将成为未来汽车工业的发展方向。在这个发展历程中，使用氢发动机的混合动力车因为其经济性和实用性而成为氢燃料电池车的过渡技术。在当前的氢能源车研究中，氢的供应和储存是一个难题。美国能源转换公司（ECD Ovonic）推出的金属氢化物固态储氢技术在业内引起了巨大反响，这一安全、高效的储氢技术推动了氢能源车研究的发展。在底特律期间，记者有幸采访了该公司，领略了引领未来汽车工业发展的最新前沿技术。

　　ECD Ovonic创始人Stan Ovshinsky是一位在新材料研究领域卓有成就的科学家。为了更好地把长期致力于研究的科学及技术产业化、实用化， Ovshinsky先生于1960年创立了ECD Ovonic公司。 40多年后，许多在当时看来是"不可能"的想法如今已经变成现实。这其中就包括光学介质、数码存储，以及氢经济等。这些前瞻性的发明、革新及理念，推动了相关行业及经济的持续发展。Ovshinsky先生也因此被美国《时代》杂志评为对地球有贡献的杰出人物。

　　自1960年以来，氢能量技术就一直是ECD Ovonic研究工作的重要部分。拥有众多专利的ECD Ovonic，在氢能源领域的研究涉及燃料电池、蓄电池、固态储氢系统等方面。本文则将重点介绍ECD Ovonic创新的金属氢化物固态储氢技术。

创新的金属氢化物固态储氢技术

　　目前的储氢方式，若依照储存状态来区分，可分为气态高压储存法、低温液态储存法和合金固态储存法三种。气态储存需要高压气瓶，容易洩漏甚至造成剧烈爆炸的危险性；以液态方式储存，则需要较高的能量将其液化；固态储存法较之其他两种储存方式更安全，可是对热交换以及储氢粉末有很高的技术要求。来自ECD Ovonic的最新固态储氢技术，使用全新、高效的金属氢化物材料技术来储存氢，是一个安全、经济、高效的储氢方法。

　　据ECD Ovonic公司负责储氢系统测试开发的Benjamin Chao博士介绍，该金属氢化物系统的技术核心在于能迅速吸收氢气的晶粉状金属合金。当金属氢化物吸收氢气时，系统将释放出热量。相反地，当它们吸收热量时，就释放出可作为汽车能源的氢气。这一享有专利的固态氢储存技术，将高含量、高纯度氢储存在低气压状态下，具有高度安全性。并且，该系统可反复使用，即使经过几百次的充氢、放氢的循环，对其功能也几乎没有影响。

　　ECD Ovonic的低压固态储氢系统在具体的实车测试中被证明是高效而可行的。在一项将丰田Prius混合动力车（汽油发动机+蓄电池）改装成以氢为动力的混合动力车的示范项目中， ECD Ovonic的储氢系统被采用。

　　该储氢系统的主要组成部分为储氢罐和热交换系统。一个用轻质碳纤维包卷形成的储氢罐，其内部的容积为50L，所含的金属氢化物可储存约3kg的氢气。整合的热交换系统，在充氢气过程中，需要将设在充氢站中的一个冷却系统连接到储氢容器上，以便达到散热的功能。当汽车行驶时，发动机产生的热量经由其冷却系统传到储氢容器内，其热量足够将氢从储氢合金材料中释放出来，通过导管传入发动机里燃烧。

　　除此之外，Prius的其他改装情况还包括：拆除原有的汽油箱、油管和催化转化器；在行李箱内装配一个全新的储氢系统，并配合适当的通风设备和氢气探测器，以确保储氢系统的安全运作；安装设有压力和气温测量器的氢气燃料导管、四组气态燃料喷注器、一套测量排气时空气和氢气比例的感应器，以及一台以电脑控制、操作的气态燃料喷注器；一台额外的涡轮式充压器。

　　据介绍，这辆采用ECD Ovonic储氢系统的混合轿车，可达到美国能源部所设订的燃料成本和行驶距离的要求。与其他的储氢方法相比，性能更佳。该系统在10.34MPa(1500psi)下，在10分钟内可完成90%的充氢量，一次充氢可行驶241.4km。如果连接两个固态储氢容器则可超过美国能源部设立的402.3km的目标。同时，假如采用更有效率的热交换系统，更可减短充氢的时间。

氢能源车的光明前景

　　作为一种清洁、高效的能源，ECD Ovonic对氢在汽车工业的应用充满信心。正如ECD Ovonic的主席及首席执行官Robert Stempel所说："汽车发展的最终目标是采用以氢为燃料的燃料电池车，这不仅是汽车业界专家们的看法，也是ECD Ovonic的看法。"作为前通用汽车公司主席和首席执行官，Robert Stempel对氢能源车的看好早在他离开通用之前。"当我在通用时，我们就已经意识到，全球汽车产量将逐年增加。尽管汽车生产商们对改进传统发动机汽车排放做了很多工作，但随着汽车保有量的逐年上升，每年的行驶里程数的日渐增加，即使每一辆车的排放在减少，但总排放量依然在增加。如果人们想继续发展汽车工业，就必须寻找另一条途径。" 氢能源车也许就是Robert Stempel所说的"另一条途径"。

　　由于氢能源车目前还没有实现量产化，因此ECD Ovonic目前依然处于亏损。有关报道显示，2003年ECD Ovonic亏损3620万美元。对此，Robert Stempel解释到："必须说明的一点是，我们有一些新项目正在进行之中。新项目启动就必须要有资金投入，而目前我们还没有相关的订单，所以利润暂时不可能增加。但是，这一情况正在不断好转。可以肯定的是，随着公司业务的继续，未来将越来越好。就象我们以前曾说过的，如果按照目前的情况下去，到2006年中期ECD Ovonic将实现盈利。"

　　目前，美国加利福尼亚州已经推出了一个"氢动力高速公路"联盟，这个联盟包括与此相关的许多行业，如燃油供应商、汽车及相关行业、服务业等。该联盟在加州高速公路沿线建立了一系列加氢站，目的是投放部分氢动力试验车，了解它们的运行及使用情况。相信，随着各国政府对汽车环保和节能的日益重视，氢能源车将逐步进入人们的生活。来自ECD Ovonic的创新技术也必将为氢能源车的研究不断作出贡献。