近日,氢燃料电车下线的消息传遍了大江南北,那氢燃料电车下线到底意味着什么?其实氢燃料电车是通过超级电容起步牵引、爬坡时瞬时加速,燃料电池则作为电车的牵引电源,有轨电车可以以最高时速70公里持续运行。据悉,在研发过程中,该校申报中国发明专利20余项,发表高水平学术论文40余篇,填补了行业空白,也代表了目前世界的最高水平。
提到有轨电车,大家脑海里浮现的应该是民国时期头顶挂着电线、随着轨道慢摇慢晃的“铛铛车”。4月27日,由西南交通大学主持研制、在中车唐山公司正式下线的燃料电池/超级电容混合动力100%低地板商用型有轨电车,不仅剪断了头顶的“长辫子”,最高时速能达到70公里。更牛的是,这辆电车唯一的排放物是能喝的水!据介绍,这是全世界第一辆氢燃料混合动力的有轨电车。
唯一的“灰烬”就是水“排放出的水,直接喝都可以!”得知这一重大成果后,华西都市报记者27日晚致电西南交大该项目负责人、学校电气工程学院院长陈维荣教授,他告诉记者,氢燃料电池技术的原理,是氢通过蓄电池在“阳极被氧化,氧化剂阴极被还原”的过程中自行发电。将化学能直接转化为电能,中间不经过内燃机发电的燃烧;又因为这一过程实质是电解水的逆过程,其发电过程的“排放物”也就只有水和余热了。
排出的水有没有杂质呢?陈院长告诉记者,这些水非常纯净,可以不经处理直接排放,甚至可以饮用。而整个反应过程的最高温度也不超过100℃,再加上电堆本身没有内燃机里发电的运动部件,因此震动和噪音也低。
除了显著的环保优势,氢燃料电池的经济优势也相当明显。根据中国中车公开资料显示,燃料电池有轨电车虽然在车上增加了混合动力系统等,使得每列电车投资增加了500万元;但由于建设制氢加氢站点的投入远远低于牵引供电系统的投入,仅此就比储能式有轨电车基础设施建设节省投资800万元/公里以上,比第三轨加储能式有轨电车基础设施建设节省投资3000万元/公里以上。
传统依赖储能式电池驱动的电车,要么锂电池笨重、无法快速充电;要么超级电容续航时间短,都从不同程度限制了电车的运行时间和速度。陈维荣向记者介绍,新型有轨电车的特别之处就在于混合动力,它在常规电车装载电池的基础上,加入了氢燃料电池技术。“虽叫电池,但因为它是将化学物利用外部系统源源不断输送到电极上反应发电,因此它更应该被称作一台为超级电容充电的‘电化学发电机’。”一次快速加氢只需要15分钟,可持续行驶40公里以上,而陈维荣研发的这列有轨电车上,装载有3个这样的燃料电池。
将超级电容和燃料电池结合,交大花了4年时间。据介绍,从2008年开始,西南交大就率先在国内开展了燃料电池技术在轨道交通领域的应用研究,并于2013年1月研制成功国内第一辆燃料电池电动机车。而此次面世的技术成果,是该校首次掌握并突破了燃料电池/超级电容混合动力有轨电车牵引和控制的一系列关键技术,并由中车唐山公司整车研制与生产的。 在长春、大连等地,有轨电车常被应用在连接中小城市内部交通,以及运量偏大的城际交通。“动力构成和形式的改变,让这列新型有轨电车剪断了头顶的‘小辫子’。”陈维荣用头发形容电车顶上纷繁的接触网,“全程无接触网运行,不仅更加美观,还更加安全。”