【科技】俄羅斯科學家提出用甲醇為電動汽車發(fā)動機發(fā)電

據(jù)外媒報道，俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學（Ural Federal University）的Sergey Shcheklein教授和Aleksey Dubinin教授研發(fā)了一種采用甲醇為電動汽車發(fā)動機發(fā)電的技術。

Sergey Shcheklein教授（圖片來源：烏拉爾聯(lián)邦大學）

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烏拉爾聯(lián)邦大學的Sergey Shcheklein教授是核電站與可再生能源部門的負責人，他表示：“我們將甲醇倒進油箱，甲醇加工成氣體混合物的空氣轉化器也會直接安裝到車上。由氫氣和一氧化碳組成的混合物或合成氣體體積會很小，這對于目前電動汽車發(fā)動機而言，是非常必須的。”

該合成氣體被注入到基于固體氧化物燃料電池（SOFC）的電化學發(fā)電機中，氫氣在SOFC陽極中被氧化，此種化學反應的能量會被轉化為電能。一氧化碳會進入到一個單獨的燃燒室，并在燃燒室中被空氣氧化，釋放出熱能。此種熱能被用于使甲醇汽化，并將涉及到將甲醇轉化為氣體混合物的催化劑加熱，所剩下的二氧化碳排放量幾乎可以忽略不計。

甲醇是一種非爆炸性物質(zhì)，是一種簡單的酒精，其生產(chǎn)也很廉價：能夠從包含植物生物質(zhì)和固體生活廢料等任何有機資源中獲取。同時，采用SOFC的發(fā)電設備的電效率超42%。相比之下，對于將液體和氣體燃料轉化為機械能的效率而言，柴油發(fā)動機是25%，而汽油發(fā)動機約為20%。

在分析了220多個實驗后，Sergey Shcheklein和Aleksey Dubinin想出了采用甲醇的技術?？茖W家們試圖從煤、天然氣、石油產(chǎn)品等各種天然碳氫燃料中獲取合成氣體。事實證明，使用甲醇開發(fā)的技術簡單，能耗和能源損失最小，效率高。

Sergey Shcheklein表示：“換句話說，與現(xiàn)有的內(nèi)燃機相比，生產(chǎn)一單位的能量所需的燃料和氧化劑更少了。因此，從大氣中消耗的空氣更少了，所生產(chǎn)的二氧化碳以及其他威脅生命的二氧化氮等燃燒產(chǎn)物的數(shù)量也明顯減少了?！?/p>

此外，甲醇還適用于烏拉爾聯(lián)邦大學科學家們正在解決的另一項任務，即利用核能源生產(chǎn)SOFC的原材料。

將碳氫燃料轉化為氣體混合物需要高溫，這是現(xiàn)代氫水核反應堆所無法提供的，而且其熱力學勢幾乎是原來的一半。與此同時，采用現(xiàn)代核反應堆（如快中子反應堆）不僅能夠從甲烷中獲取甲醇，而且是最有效的能源途徑。

Sergey Shcheklein教授和Aleksey Dubinin教授所提出的甲醇加工技術也適用于能源和冶金行業(yè)。

據(jù)上述科研人員所說，考慮到現(xiàn)有的石油與天然氣消耗量，此類能源在未來60年內(nèi)足夠人類使用。同時，化石燃料新礦藏的開發(fā)導致了北極等生產(chǎn)區(qū)域的退化，導致永久凍土的融化以及釋放了大量的甲烷，從而加劇了溫室效應以及臭氧損耗，即問題是碳氫燃料燃燒產(chǎn)物的排放會導致環(huán)境污染。

另一種發(fā)電方法是采用固體氧化物燃料電池（SOFC），這是一種環(huán)保產(chǎn)品，效率高達70%，甚至更高，能夠將化學能轉化為電能。

固體氧化物燃料電池以氫燃料為燃料，氫是儲量最豐富的元素，簡直取之不盡，而且還環(huán)保。氫與電化學發(fā)電機的結合使用為電動交通方式開辟了廣闊的前景，提高了任何規(guī)模車輛的能源效率和環(huán)境安全性。在此種情況下，有害物質(zhì)的排放要么為零，要么是減少了數(shù)十倍或數(shù)百倍。

不過，獲取純氫相當困難，因為其很容易進入化學反應。此外，氫的流動性高，氣態(tài)比體積大、具有潛在的爆炸風險，需要復雜的存儲和運輸技術。同事，現(xiàn)有的制氫方法屬于能源密集型法，需要大量的電能。傳統(tǒng)的來源是煤炭天然氣和石油。因此，采用氫氣的益處顯而易見，而將氫技術大規(guī)模應用于交通運輸行業(yè)還不可能。不過，在21世紀，仍然有可能生產(chǎn)氫氣以獲取原子能和水力能源，各種類型的可再生能源都能夠消除上述缺點，并實現(xiàn)氫燃料所具有的所有優(yōu)點。

來源：蓋世汽車
作者：Fairy