加拿大滑铁卢大学近日研发新型燃料电池,声称新设计可延长电池寿命 10 倍,使电池在大规模制造情况下仍具有经济效益,有望打造经济实惠的燃料电池(Fuel Cell)插电式混合动力车(PHEV),更有机会将现今的内燃机取而代之。
在节能减碳趋势下,愈来愈多科学家投入电动车、氢燃料电池车、油电混合车行列,希望可解决长期的交通空气污染与化石燃料依赖问题,而滑铁卢大学也无法置身事外,该团队原先主要涉猎燃料电池插电式混合动力车,致力研发兼具内燃机与燃料电池优势的新一代绿色系统。
众所皆知,燃料电池是透过氢与氧的化学反应来产生电力,过程中也只会产生水,是个备受看好的新型汽车技术。在燃料电池插电式混合动力车设计中,燃料电池可在车辆低速行驶时提供电力与动力,并且在驾驶踩油门加速时切换到内燃机系统,能有效降低汽车温室气体排放量。
然而他们在研究途中发现,纵使燃料电池理论上可以取代引擎,直接为电动机供电,但仍会因为成本高而难以实现,对此,滑铁卢大学团队决定投身燃料电池研究,改良电池电力输送方式、设计全新的燃料电池系统。
滑铁卢大学机械与机电工程教授 Xianguo Li 团队透过迟滞控制(Hysteresis control)电源管理系统,将燃料电池电力输出方式从波动型(fluctuating)改为稳定输出,这样一来就可以缩短开关切换所需的时间,并延长燃料电池的寿命。
▲ 燃料电池测试车与燃料电池(Source:滑铁卢大学)
根据团队在期刊《Applied Energy》发表的论文,研究团队也有测试新系统在市区、高速公路、快速公路下的性能,发现其耐久度分别提高 11.8、4.8、6.9 倍,有效提高燃料电池的寿命。
研究团队希望可透过新技术打造出经济实惠、又可大规模制造的燃料电池-混合动力车,Li 教授则指出,目前团队也已经找出如何降低成本,并满足耐久度与性能的方法,未来有望实现此目标,与此同时降低交通运输系统的碳排放。
Li 教授表示,该研究暨能解决内燃机的运作问题,又可以解决其所带来的环境危害,团队已迈出第一步。
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(首图来源:Flickr/John Eckman CC BY-SA 2.0)