在开发更省油和氢基汽车方面取得重大进展

美国能源部的一份新报告说,一项公私合作的努力,旨在开发更省油的汽车技术,并调查以氢为基础的汽车的可行性,在大多数研究领域取得了重大进展国家研究委员会.尽管有一些障碍阻碍了该项目实现其全部目标,但潜在的好处——减少对进口石油的依赖和最大限度地减少有害环境影响——证明了这项研究的成本是合理的。撰写报告的委员会说,还应该对整个项目计划进行战略性的重新评估,以考虑到新的国家和变化的研究重点。

FreedomCAR(合作汽车研究)和燃料伙伴关系是美国能源部、底特律三大汽车制造商和五大能源公司的研究合作项目,旨在开发技术,使美国汽车制造商能够在2015年之前决定是否可以大规模生产氢动力汽车。为了实现这一目标,该项目的合作伙伴正在寻求安全、经济高效的方法,利用传统能源和可再生能源生产氢气,以及为车辆输送、分配和储存氢气的方法。该计划还赞助研究如何减小汽车部件的尺寸、重量和成本,以提高燃油效率。在实现这些目标的同时,该项目正在探索短期内将提供更高效、污染更少的内燃机的技术,以及可用于混合动力汽车或全电动汽车的电池。

“自从研究委员会两年前的第一次审查以来,这个项目已经取得了很大的进步,它的经理们总体上已经彻底并接受了之前报告的建议,”克雷格·马克斯说,他是委员会主席,也是密歇根州布卢姆菲尔德山AlliedSignal公司技术和生产力的退休副总裁。“该项目面临的障碍具有挑战性,需要在汽车和燃料供应市场上技术上可行、经济上可行的创造性解决方案。为了使汽车行业过渡到广泛使用氢燃料汽车,该计划必须继续精心规划,并有远见地管理。”

鉴于汽车市场的进展和变化,例如生物燃料的成功引入,委员会建议该伙伴关系从战略上审查其活动,以确保其继续具有相关性。对每个技术领域的目标进行重新评估,也将为判断项目每个部分未来的资金水平提供更好的依据。

该委员会总结说,燃料电池和配套的氢基础设施的发展将为个人交通工具提供最高效、污染最小的动力。然而,目前正在测试的早期系统仍然需要在耐久性和成本方面进行重大改进,以实现车辆的大规模生产和销售。这种改进正在通过有前途的燃料电池膜和膜电极组件的新材料和设计来实现。委员会建议该伙伴关系重新评估燃料电池项目目前的资金分配,并适当重新分配,以便优先考虑并强调解决最关键障碍的研发。

此外,在过去两年里,FreedomCAR在实现电池目标方面取得了进展,这对于实现混合动力、插电式混合动力和全电动汽车的广泛支持至关重要。锂离子电池可以满足该项目的目标;然而,电池的生产成本仍然很高,大约是目标的两倍。报告建议,在研究低成本材料和制造方法的同时,该伙伴关系应该对锂离子电池背后的生产和市场力量进行深入审查,并加大力度开发其他高能电池。这项电池研究的成功与否将在很大程度上决定电池在量产汽车上的可行性。

在该计划的第一次审查中,研究委员会确定,最困难的、长期的挑战是解决汽车氢气储存的问题。氢气,无论是气体还是液体,都比汽油占据更多的空间,需要大而重的油箱和频繁的加油。在最新的报告中,委员会发现,在汽车中储存足够的氢气以提供300英里的行驶里程,同时满足重量、体积和成本目标仍然具有挑战性,现在对最终成功充满信心还为时过早。国内外汽车制造商都在把带有高压储氢罐的燃料电池汽车演示车推向道路。然而,要实现这个计划的目标,很可能要依靠一种尚未被发现的存储技术。尽管如此,随着三个卓越中心的建立,已经取得了进展,每个中心都有不同的方法来寻找减少氢存储设备的尺寸和质量的方法。报告建议该计划继续支持和开展这一领域的基础研究,以帮助促进可能的突破。

除了技术障碍外,经济和社会限制也将阻碍FreedomCAR实现从石油燃料逐步过渡到氢燃料的目标。委员会承认,该伙伴关系的技术验证计划是解决这些更广泛问题的一个精心设计的途径,能源部目前正在研究可能的过渡情景,包括所涉及的经济问题。报告建议将这些研究延长到2030-2035年,以考虑更成熟的氢燃料系统的可能出现,并确保了解生产和运输中最关键的因素。

这项研究是由美国能源部赞助的。国家科学院、国家工程院、医学研究所和国家研究委员会组成了国家科学院。他们是私人的非营利性机构,根据国会章程提供科学、技术和卫生政策建议。研究委员会是美国国家科学院和国家工程院的主要运作机构。委员会名单如下。

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