氫燃料電池電動(dòng)自行車

 據(jù)國外報(bào)道：電動(dòng)自行車是用氫氣而不是電力來驅(qū)動(dòng)的？不，這不只是一個(gè)假想，這已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)：工業(yè)氣體專家林德公司開發(fā)了一種配備緊湊型燃料電池而不是動(dòng)力電池的氫氣自行車。蘇黎世Sumatra高中的畢業(yè)生Florian Freund為這種自行車開發(fā)了一種原型，可以使氫能自行車在普通車用加氫站安全的加氫。

 在Empa地區(qū)的交通示范應(yīng)用中，車輛可以通過過量的太陽能產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行燃料補(bǔ)給。整個(gè)加氫過程可以在幾分鐘內(nèi)完成。與電動(dòng)汽車相比，它有明顯的優(yōu)勢(shì)：如果電池電量不足，則需要較長(zhǎng)時(shí)間才能重新充電。電動(dòng)自行車也會(huì)遇到同樣的問題：盡管日常使用的踏板輔助功能非常實(shí)用，但對(duì)于更長(zhǎng)的行駛距離也需要更長(zhǎng)的充電時(shí)間。

 氣體專家林德開發(fā)了一種電動(dòng)自行車樣車，該樣車配備了燃料電池和氫氣瓶，而不是電池。裝滿33克氫氣的儲(chǔ)氫瓶能夠?qū)崿F(xiàn)超過100公里續(xù)航里程。當(dāng)Florian Freund聽說這個(gè)概念時(shí)，他的研究目標(biāo)很快就出現(xiàn)了：氫能自行車的新加氫概念。

 電動(dòng)自行車的儲(chǔ)氫罐容量略高于1.3升，這相當(dāng)于在340bar的氣缸壓力下存儲(chǔ)約33克的氫氣。根據(jù)制造商的概念，自行車應(yīng)該從較大的壓力瓶中加氫。而Freund的想法是：不是每個(gè)自行車車主都必須在家里儲(chǔ)存這樣的瓶子，而是可以在汽車用加氫站實(shí)現(xiàn)加注，例如在Empa示范運(yùn)營的加氫站。

 然而，這并不容易：加氫站設(shè)計(jì)用于加注跟自行車儲(chǔ)氫瓶相比大得多的儲(chǔ)氫罐 - 采用預(yù)定的加氫程序，zui初在440 bar壓力下觸發(fā)壓力沖擊，以測(cè)試可能的泄漏并測(cè)量瓶中現(xiàn)有的壓力。只有在zui初的壓力波動(dòng)檢驗(yàn)完成之后，才開始正常的加氫過程。

從模型到原型

 在不得不排除掉一些想法之后，F(xiàn)reund終于在與Empa研究人員Urs Cabalzar討論時(shí)取得了突破，后者非常支持這位年輕的研究人員，他們意識(shí)到如果氫氣不再回流到加氫站，*次壓力已經(jīng)足夠填滿瓶子。

 經(jīng)過一些開發(fā)工作并在贊助商世偉洛克公司的支持下，原型誕生了：壓力調(diào)節(jié)器將壓力波動(dòng)從440bar降低到275bar。出于實(shí)際原因，該值低于儲(chǔ)氫瓶的zui大儲(chǔ)氫壓力340 bar - 所使用的插入式聯(lián)軸器僅可用于zui高275巴的壓力。安裝在壓力調(diào)節(jié)器上的止回閥確保氣體不會(huì)流回加氫機(jī)。Freund還考慮過多重保險(xiǎn)：溢流閥確保氣體在過高的壓力下排出。兩個(gè)內(nèi)置壓力表可調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器和閥門，并監(jiān)控壓力。用戶可以通過軟管和聯(lián)軸器將他的儲(chǔ)罐連接到壓力調(diào)節(jié)器。

 畢業(yè)生完成原型并仔細(xì)校準(zhǔn)后，進(jìn)行耐久性測(cè)試：在UrsCabalzar的監(jiān)督下將儲(chǔ)氫瓶連接加氫機(jī)。這個(gè)概念經(jīng)受住了理論考驗(yàn)，該系統(tǒng)在測(cè)試壓力波動(dòng)的情況下開始加氫，并在三秒鐘內(nèi)將瓶子充滿。