【文章內(nèi)容簡介】 量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著減少，由于電廠大多建于遠離人口密集的城市，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)技術(shù)。 燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學反應產(chǎn)生電流，依靠電機驅(qū)動的汽車。燃料電池汽車是通過氫氣和氧氣的化學作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能的。燃料電池的化學反應過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。近幾年來，燃料電池技術(shù)已經(jīng)取得了重大的進展。世界著名汽車制造廠，如戴姆勒－克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司已經(jīng)將燃料電池汽車推向市場。目前，燃料電池轎車的樣車正在進行試驗，以燃料電池為動力的運輸大客車在北美的幾個城市中正在進行示范項目。在開發(fā)燃料電池汽車中仍然存在著技術(shù)性挑戰(zhàn)，如燃料電池組的一體化，提高商業(yè)化電動汽車燃料處理器和輔助部汽車制造廠都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力，并已取得了顯著的進步。與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點：零排放或近似零排放。減少了機油泄露帶來的水污染。降低了溫室氣體的排放。提高了燃油經(jīng)濟性。提高了發(fā)動機燃燒效率。運行平穩(wěn)、無噪聲。 氫動力汽車是一種真正實現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是水。具有無污染，零排放，儲量豐富等優(yōu)勢，因此，氫動力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。與傳統(tǒng)動力汽車相比，氫動力汽車成本至少高出20%。優(yōu)點：排放物是純水，行駛時不產(chǎn)生任何污染物。儲量豐富不用擔心能源問題。缺點：氫燃料電池成本過高，而且氫燃料的存儲和運輸按照目前的技術(shù)條件來說非常困難，因為氫分子非常小，極易透過儲藏裝置的外殼逃逸有一定的危險性。另外最致命的問題，氫氣的提取需要通過電解水或者利用天然氣來實現(xiàn)，如此一來同樣需要消耗大量能源，除非使用核電來提取，否則無法從根本上降低二氧化碳排放。 燃氣汽車是指用壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)和液化天然氣(LNG)作為燃料的汽車。近年來，世界上各國政府都積極尋求解決這一難題，開始紛紛調(diào)整汽車燃料結(jié)構(gòu)。燃氣汽車由于其排放性能好，可調(diào)正汽車燃料結(jié)構(gòu)，運行成本低、技術(shù)成熟、安全可靠，所以被世界各國公認為當前最理想的替代燃料汽車。6. 生物乙醇動力 乙醇俗稱酒精，通俗來講使用乙醇為燃料的汽車，也可叫酒精汽車。用乙醇代替石油燃料的活動歷史已經(jīng)很長，無論是從生產(chǎn)上和應用上的技術(shù)都已經(jīng)很成熟，近來由于石油資源緊張，汽車能源多元化趨向加劇，乙醇汽車又提到議事日程。在汽車上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽車缸內(nèi)燃燒更完全，可以降低尾氣的害物的排放。乙醇汽車的燃料應用方式：一、摻燒，指乙醇和汽油摻合應用。在混合燃料中，乙醇和容積比例以“E”表示，如乙醇占10%，15%，則用E10，E15來表示，目前，摻燒占乙醇汽車占主要地位。二、純燒，即單燒乙醇，可用E100%表示，目前應用并不多，屬于試行階段；三、變性燃料乙醇，指乙醇脫水后，再添加變性劑而生成的乙醇，這也是屬于試驗應用階步；四、靈活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇或甲醇與汽油比例混合的燃料，還可以用氫氣，并隨時可以切換。雖然生物乙醇汽車有如此的優(yōu)點但是生物乙醇的使用是以生物轉(zhuǎn)換為依據(jù)的，現(xiàn)在最普遍的方式是用糧食來作為生物乙醇的轉(zhuǎn)換。因此要想實現(xiàn)生物乙醇的大量使用必須要消耗大量的糧食。當今世界糧食問題是制約人類發(fā)展的有一大問題，要想實現(xiàn)生物乙醇汽車的使用必須要有大量富余的糧食。 利用空氣作為能量載體，使用空氣壓縮機將空氣壓縮到30MP以上，然后儲存在儲氣罐中。需要開動汽車時將壓縮空氣釋放出來驅(qū)動啟動馬達行駛。優(yōu)點是無排放、維護少。缺點是需要電源、空氣壓力（能量輸出）隨著行駛里程加長而衰減、高壓氣體的安全性。以上幾種汽車動力作為環(huán)保汽車的動力有著各自的優(yōu)點與缺點，隨著社會的進步和科技水平的不斷發(fā)展總會有其實現(xiàn)的可能性。作為汽車必須要使用到電池，電池的性能從一方面制約著汽車的動力。下面介紹幾種新能源汽車電池： 鉛酸蓄電池已有100多年的歷史，廣泛用作內(nèi)燃機汽車的起動動力源。它也是成熟的電動汽車蓄電池，它可靠性好、原材料易得、價格便宜；比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但它有兩大缺點；一是比能量低，所占的質(zhì)量和體積太大，且一次充電行駛里程較短；另一個是使用壽命短，使用成本過高。 鎳氫蓄電池屬于堿性電池，鎳氫蓄電池循環(huán)使用壽命較長，無記憶效應，但價格較高。它的初期購置成本雖高，但由于其在能量和使用壽命方面的優(yōu)勢，因此其長期的實際使用成本并不高。目前國外生產(chǎn)電動汽車鎳氫蓄電池的公司主要是Ovonie、豐田和松下的一個合資公司。Ovonie現(xiàn)有80Ah和130Ah兩種單元電池，其比能量達75－80Wh/kg，循環(huán)使用壽命超過600次。這種蓄電池裝在幾種電動汽車上試用，其中一類車一次充電可行駛345km，有一輛車一年中行駛了8萬多公里。由于價格較高，目前尚未大批量生產(chǎn)。國內(nèi)已開發(fā)出55Ah和100Ah 單元電池，比能量達65 Wh/kg，功率密度大于800W/kg的鎳氫蓄電池。3. 鋰離子電池 鋰離子二次電池作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池，其獨特的物理和電化學性能，具有廣泛的民用和國防應用的前景。其突出的特點是：重量輕、儲能大、無污染、無記憶效應、使用壽命長。在同體積重量情況下，是鎳鎘電池的4倍，并且目前人類只開發(fā)利用了其理論電量的20%～30%，開發(fā)前景非常光明。同時它是一種真正的綠色環(huán)保電池，不會對環(huán)境造成污染，是目前最佳的能應用到電動車上的電池。我國從二十世紀九十年代開始開發(fā)和利用鋰離子電池，至今已取得突破性進展，研制出了完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋰離子電池。4. 鎳鎘電池 鎳鎘電池的應用廣泛程度僅次于鉛酸蓄電池，其比能量可達55Wh/kg，比功率超過190W/kg?？煽焖俪潆?，循環(huán)使用壽命較長，是鉛酸蓄電池的兩倍多，可達到2000多次，但價格為鉛酸蓄電池的4～5倍。它的初期購置成本雖高，但由于其在能量和使用壽命方面的優(yōu)勢，因此其長期的實際使用成本并不高。缺點是有“記憶效應”，容易因為充放電不良而導致電池可用容量減小。須在使用十次左右后，作一次完全充放電，如果已經(jīng)有了“記憶效應”，應連續(xù)作3～5次完全充放電，以釋放記憶。另外鎘有毒，使用中要注意做好回收工作，以免鎘造成環(huán)境污染。5. 鈉硫蓄電池 鈉硫電池的優(yōu)點：一個是比能量高。其理論比能量為760Wh/kg，實際已大于100Wh/kg，是鉛酸電池的3～4倍；另一個是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達200～300mA/mm2,并瞬時間可放出其3倍的固有能量；再一個是充放電效率高。由于采用固體電解質(zhì)，所以沒有通常采用液體電解質(zhì)二次電池的那種自放電及副反應，充放電電流效率幾乎100%。鈉硫電池缺點，主要其工作溫度在300～350℃，所以，電池工作時需要一定的加熱保溫。而高溫腐蝕嚴重，電池壽命較短?，F(xiàn)在已有采用高性能的真空絕熱保溫技術(shù)，可有效地解決這一問題。也有性能穩(wěn)定性及使用安全性不太理想等問題。在80～90年代，國外重點發(fā)展鈉硫電池作為固定場合下（如電站儲能）應用，并越來越顯示其優(yōu)越性。作為近期普遍看好的電動汽車蓄電池，已被美國先進電池聯(lián)合體(USMABC)列為中期發(fā)展的電動汽車蓄電池，德國ABB公司生產(chǎn)的B240K型鈉硫蓄電池，h；比能量達109Wh/kg，循環(huán)使用壽命1200次，裝車試驗時最好的一輛無故障地行駛了2300km。作為環(huán)保汽車它的動力一定要節(jié)能環(huán)保，另外環(huán)保汽車作為未來汽車的發(fā)展前景一定要有發(fā)展性和可實際實用性。從現(xiàn)在的科學水平看近期混合動力汽車和燃氣汽車實際實用性比較強，但是隨著科技水平的發(fā)展純電動汽車和氫動力汽車必將成為未來汽車動力的主流。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車的功能日益完善，汽車的結(jié)構(gòu)越來越復雜，傳統(tǒng)的汽車通常由幾千個零件組成，現(xiàn)代高級矯車由幾萬個零部件組成。為滿足汽車節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適的要求，實現(xiàn)輕量化、高強度、高性能的目標，構(gòu)成汽車的材料也發(fā)生了巨大的變化。作為環(huán)保汽車其材料一定要新型、環(huán)保、安全。通常按照材料的成分，將汽車材料分為金屬材料和非金屬材料兩大類。在汽車上應用的材料可分為功能材料和結(jié)構(gòu)材料，下面是幾種結(jié)構(gòu)材料：1. 高強度鋼板 以前的高強度鋼板，拉延強度雖高于低碳鋼板，但延伸率只有后者的50％，故只適用于形狀簡單、延伸深度不大的零件?，F(xiàn)在的高強度鋼板是在低碳鋼內(nèi)加入適當?shù)奈⒘吭?，?jīng)各種處理軋制而成，其抗拉強度高達420N/mm2，是普通低碳鋼板的2~3倍，深拉延性能極好，可軋制成很薄的鋼板，是車身輕量化的重要材料。2. 鋁合金 與汽車鋼板相比，鋁合金具有密度?。ǎ?、比強度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、可回收再生等優(yōu)點，技術(shù)成熟。德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車，由于采用了全鋁車身骨架和外板結(jié)構(gòu)，使其總質(zhì)量減少了135kg，比傳統(tǒng)鋼材料車身減輕了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車身零件數(shù)量從50個減至29個，車身框架完全閉合。這種結(jié)構(gòu)不僅使車身的扭轉(zhuǎn)剛度提高了60%，還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。由于所有的鋁合金都可以回收再生利用，深受環(huán)保人士的歡迎。3. 鎂合金和鈦合金 ，僅為鋼材密度的35％，鋁材密度的66％。此外它的比強度、比剛度高，阻尼性、導熱性好，電磁屏蔽能力強，尺寸穩(wěn)定性好，因此在航空工業(yè)和汽車工業(yè)中得到了廣泛的應用。鎂的儲藏量十分豐富，鎂可從石棉、白云石、滑石中提取，特別是海水的鹽分中含 %的鎂。近年來鎂合金在世界范圍內(nèi)的增長率高達20％。4. 泡沫合金板 泡沫合金板由粉末合金制成，其特點是密度小，~／cm3，彈性好，當受力壓縮變形后，可憑自身的彈性恢復原料形狀。泡沫合金板種類繁多，除了泡沫鋁合金板外，還有泡沫鋅合金、泡沫錫合金、泡沫鋼等，可根據(jù)不同的需要進行選擇。由于泡沫合金板的特殊性能，特別是出眾的低密度、良好的隔熱吸振性能，深受汽車制造商的青睞。目前，用泡沫鋁合金制成的零部件有發(fā)動機罩、行李箱蓋等。5. 蜂窩夾芯復合板 蜂窩夾芯復合板是兩層薄面板中間夾一層厚而極輕的蜂窩組成。根據(jù)夾芯材料的不同，可分為紙蜂窩、玻璃布蜂窩、玻璃纖維增強樹脂蜂窩、鋁蜂窩等；面板可以采用玻璃鋼、塑料、鋁板和鋼板等材料。由于蜂窩夾芯復合板具有輕質(zhì)、比強度和比剛度高、抗振、隔熱、隔音和阻燃等特點，故在汽車車身上獲得較多應用，如車身外板、車門、車架、保險杠、座椅框架等。英國發(fā)明了一種以聚丙烯作芯，鋼板為面板的薄夾層板用以替代鋼制車身外板，使零件質(zhì)量減輕了50%~60%，且易于沖壓成型。6. 工程塑料 與通用塑料相比，工程塑料具有優(yōu)良的機械性能、電性能、耐化學性、耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性等特點，且比要取代的金屬材料輕、成型時能耗少。二十世紀七十年代起，以軟質(zhì)聚氯乙烯、聚氨酯為主的泡沫類、襯墊類、緩沖材料等塑料在汽車工業(yè)中被廣泛采用。福特公司開發(fā)的LTD試驗車，塑料化后的車身取得了輕量化方面的明顯成果。7. 高強度纖維復合材料 復合材料是一種多相材料，是由有機高分子、無機非金屬和金屬等原材料復合而成。目前玻璃纖維增強樹脂復合材料和碳纖維增強樹脂復合材料在汽車上已經(jīng)獲得成功的應用。玻璃纖維增強樹脂復合材料耐腐蝕、絕緣性好，特別是有良好的可塑性，對模具要求較低，對制造車身大型覆蓋件的模具加工工藝較簡易，生產(chǎn)周期短，成本較低。8. 陶瓷材料 由于陶瓷本身具有的特殊力學性能以及對熱、電、光等的物理性能，陶瓷材料特別是特種陶瓷在汽車上的應用日益受到人們的重視。我國已