文档介绍：电解水氢气能源燃气发动机创新专利可行性研究报告

作者:张发恩

以电解水产生的氢气直接做能源的燃气发动机创新专利可行性研究合作报告
一、概述技术背景
目前所有使用的机动车,船有少部分使用石油液化气或氢气作燃料,。随着车辆发展使用的普及和地球石油资源的减少,。大规模使用化石燃料出现了资源日益枯竭,环境不断恶化,还诱发了不少国与国之间、地区之间的政治经济纠纷,甚至冲突和战争;以及人们对环境保护意识的强化认识。因此,必须寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续能源系统。
石油液化气作能源的内燃机将急需寻找替代产品。而且以氢气作能源的内燃机目前是依靠工厂集中制取氢气,经150—350个大气压压缩温度为-253℃冷冻成液态装罐使用,且冷藏罐的保温非常复杂, 象加油站一样普及建设加氢站成本过于高昂,极大的遏制了氢气发动机的普及。近来,氢气发动机汽车的热度明显上升,它既是清洁能源应用的一个好契机,同时人们看好的是,和燃料电池电动汽车,使用氢气有着同根同源的关系,在氢能源社会建设工程方面,是一个非常合适的过渡,从而分别于汽车进入一个新能源的汽车时代。
氢气发动机的应用BMW算是开路先锋。BMW的750HL,5升汽缸发动机轿车上,开发出汽油和氢气需用发动机轿车,这属于第5代的产品。BMW在2000年汉诺威世博会上,有15辆750hL轿车作交通等,令人耳目一新。这证明:氢汽发动机汽车从原理上实用是可行的,液态氢的燃料可以在汽车上应用;即使使用双燃料的油箱,也不会影响到汽车的正常应用,开起来一样方便;在汽车制造方面的进一步改进,对氢气发动机的批量应用,前景非常的好。
当前,750HL发动机在使用汽油和氢汽时,性能上有差距,当排当在5379cm3V12发动机,燃用汽油时,功率为240KW,加速100Km/h,,最高车速250Km/h;而燃用氢气时,功率为150KW,,最高车速226Km/h,百十里耗氢气40L,一次充气140L,可行驶350Km。当前BMW对下一代氢气发动机的效率和比功率正在继续的挖潜工作中。
目前,氢的储存方法,最简单的是使用高压氢气瓶,但体积太大,能在大客车上应用,而更先进的办法是应用含太合金板制成的储氢箱,用以储存液态氢。BMW研制一种较实用的储氢箱,强度很高,结构很像保温瓶,箱体由两层隔热板制成,中间抽点空,并常有防撞装置和高受热时,少量的自动排出装置,而最先进的储氢是一种利用纳米碳素纤维求储存氢气,正在加速研制中。现有的氢气发动机的氢气来源是采用的是以市电供电以电解水产生氢气和桶状结构电解池,无法满足内燃机移动的需要
二、技术可行性分析
1、关键技术及创新点,关键技术的开发和效果论述。
(1)氢燃料特点
氢,是宇宙间含量最丰富的元素,它的原子核就是一个质子,外面环绕着一个电子。两个氢原子与一个氧原子结合,构成生命所必须的物质--水。爆炸极限4%~74%,最大爆炸压力740kPa,%,。除核燃料外,氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142,351kJ/kg,。以氢气作能源的关键技术在于如何破坏水分子的化学键而大量析出水中的氢气和氧气;而