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太古比亞迪汽車 2016-4-7 15:33
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計,,2015年新能源汽車銷量331092輛,,同比增長了3.4倍。同時,,業(yè)內普遍認為2016年新能源汽車銷量還將持續(xù)高速增長,,預期銷量或將超過70萬輛。 圖1 我國新能源汽車銷量 與此同時,,隨著國內的新能源汽車用戶數(shù)量的增多,,作為新能源汽車重要組成部件的動力電池也越來越多地引起了消費者的關注。和手機,、iPad等電子產(chǎn)品一樣,,電動汽車的電池也一直困擾著行業(yè)發(fā)展。同時,,消費者由于對動力電池的認識不夠深入導致一些理解上的誤區(qū),。 很多細心的車友發(fā)現(xiàn),在給電動汽車充電時,,并不能充到廠商所宣稱的那么多的電量,。雖然國家已經(jīng)對電動汽車行業(yè)制定了一整套的國家標準,,其中國標“GB/T31486-2015”就對動力電池的容量檢測做了詳細的規(guī)范,任何一個廠家都絕不敢以身試法,。但廠家公布的數(shù)據(jù)與消費者實際體驗之間又確有差距,,這原因到底何在了? 一,、對電池電量容易產(chǎn)生的誤解 1,、標稱電量=充電電量?事實上并不相等,! 首先,,我們來看一個概念“安全冗余”。這是從電池安全的角度考慮,,電池的初始電量中,,生產(chǎn)廠家會保留一部分電量不被使用。以大家熟悉的比亞迪“秦”為例,,下圖中系統(tǒng)顯示電池電量為0時,,其實系統(tǒng)還預留了6~8%的電量。同樣,,系統(tǒng)顯示電池充電已經(jīng)為100%時,,其實也預留了2~3%的余量。 圖2 電池安全冗余示意圖 廠商之所以這樣做,,只為了兩個字“安全”,。因為電池既不能充的太滿,也不能放的太空,。如果充得太滿,,萬一充電系統(tǒng)有故障就可能出現(xiàn)“過充”造成事故。最常見的例子莫過于使用雜牌充電器充爆手機了,。 同樣,,電池管理系統(tǒng)也預留了一定的“底部冗余”作為保底。這主要是考慮到車輛可能長期存放,,必須在消費者認為的0%的狀態(tài)下還有少量的電量,。 另外,如果電池每次在使用電壓范圍內都滿充滿放,,其使用壽命將會顯著降低,。月滿則虧,水滿則溢就是這個道理,。設定電池上下端的“冗余”也是對使用壽命上的考慮,。 除了混合動力的比亞迪“秦”這樣設置外,其他純電動汽車也采用了類似的設置,。例如,,特斯拉在上端保留10%左右的冗余,,底部也保留了10%的冗余。即它顯示100%時,,實際上只有電池真實容量的80%,。相比之下,由于比亞迪所使用的電池為磷酸鐵鋰電池,,其安全性較高,、使用壽命較長,所以其保留的冗余也要比特斯拉少,。 圖3 特斯拉的電池組 從上面的例子我們可以看出,,僅這個“安全冗余”一下就去掉了10%~20%的容量。因此才造成了消費者充電時所充電量與廠家宣稱電池電量的不一致,�,?墒菑S家也是為了不出安全事故,這點需要大家相互理解,。 2,、電表充電量=充電電量?事實上也不相等,! 曾經(jīng)有人專門安裝了電表來測量自己愛車的充電量,。對于這樣有鉆研精神的車友,筆者十分欽佩,。但從專業(yè)的角度來看,,這樣的測試意義是十分局限的。 國家標準中,,對汽車電池容量的測試環(huán)境條件有詳細的規(guī)定:溫度為25℃±2℃,,相對濕度為15%~90%,大氣壓力為86kPa~106kPa,。同時對測量儀器,、儀表的準確度也有明確要求:電壓測量裝置:不低于0.5級;電流測量裝置:不低于0.5級,;溫度測量裝置:±0.5℃;時間測量裝置:±0.1%,。 而普通家用電表的精度等級在2級(測量精度為±2%~±3%),。對于車友們簡單安裝電表進行充電電量測試,是不能真實反應電池實際電量和充電電量的,。實際充電量與電表顯示數(shù)據(jù)之間必然將有差異,。 注:電池電量=電池容量*電池包總電壓 圖4 用戶通過家用電表測充電量 二、影響電池電量的幾個因素 1,、溫度影響電池性能及電量 對于不同材料的電池,,氣溫過低或過高,,都會影響電池的性能及電量。有專家曾提到,,低溫是“電池殺手”,,這個說法一點也不夸張。我們可以從下圖中看到低溫對電池性能的影響,。從常溫25度到-20度,,電池放出的電量降低了近30%。 圖5 低溫下放電的電量變化表 同樣,,溫度越低充電時間也就越長,。同時,廠家為確保低溫下安全充電,,往往會降低充電電流,,從而大大延長了充電時間。從常溫到零下25度,,充電時間延長40%以上,。 圖6 低溫下充電的電量變化表 此外,由于新能源汽車(特別是純電動汽車)在冬天必須使用空調制熱,,溫度越低空調系統(tǒng)負荷也就越大,。因此,必然加劇汽車電池電能的消耗,,進入冬季后電動汽車的續(xù)航里程也會相應縮短,。 2、電池電量的正常衰減 對于消費者來說,,在用車兩年后,、三年后,電池電量又會變化多少,?這估計才是咱們消費者最為關心的問題,。 為此,美國電動汽車協(xié)會對特斯拉Roadster進行了調研,。如下圖的數(shù)據(jù)所示,,電池的衰減呈現(xiàn)了兩個趨勢,一是行駛里程越長,,衰減越大,;二是溫度越高,衰減越大,。行駛里程和溫度是兩個很重要的影響因素,。 圖7 特斯拉Roadster電池衰減圖 圖8 靜止狀態(tài)下電池容量隨時間衰減圖 此外,對電池或車輛正常存放時的衰減情況專家也做了研究。結果表明:車輛即使不運行靜態(tài)存放時,,電池的電量也會逐漸衰減,。 綜合看來,車輛行駛里程越長電池電量衰減越大,,此外車輛如果長期存放時電池電量也會有所減少,。 三、如何開好電動汽車 避免急加速和急減速,。那么如何駕駛電動汽車可以更省相信很多車友都知道,,駕駛傳統(tǒng)汽車時如果想要節(jié)油,就應該盡量平穩(wěn)的駕駛,,盡量電了,?如何增加續(xù)航里程? 答案就是: 盡量使用經(jīng)濟模式,,少急加速和急減速 以讓電池的電量盡可能的釋放,。 現(xiàn)在許多新能源汽車都有“駕駛模式選擇”功能,而且絕大多數(shù)都會有“經(jīng)濟模式”,。其原理就是讓電腦控制車輛以最經(jīng)濟的方式行駛,。這是最簡單有效的增長續(xù)航里程的方法。 圖9 比亞迪秦的ECO經(jīng)濟模式按鈕 可是為何電動汽車也不要急加速了,?可能很多車友會好奇,。 圖10 三元材料的不同電流倍率的放電圖 上圖是三元材料的不同電流倍率的放電圖, 1C到25C分別表示不同的電流倍率,。由于電池具有一定的內部阻抗,,電流倍率越大相同容量比率下的放電電壓越低。 圖中最低的倍率1C和最高倍率25C之間,,在相同的截止電壓下,,橫軸上的比率差了10%以上。這就意味著大電流時總有這個幾百分點的電不能放出來,。 急加速時,,電機需要電池在短時間內供給它更多的電,如上所述這種大功率放電的后果就是一部分的電放不出來,。但是如果下次用比較平穩(wěn)的方式開車,,這部分電依然還在。下面這張圖給出了大功率放電后,,再接著用小功率放電的數(shù)據(jù),。通過數(shù)據(jù),我們可以直觀地看到駕駛電動汽車時,,也需要盡量平和地操作,。 圖11 大功率放電后小功率放電數(shù)據(jù) 同樣,,在減速時也避免劇烈踩制動踏板,。我們知道,,電動汽車有兩套制動原理,一是傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng),,另一個則是電機在動能回收時的制動效果,。以在比亞迪搭載的博世iBooster系統(tǒng)為例,輕度制動時制動力完全由電機動能回收所產(chǎn)生,,車輛的動能被回收作為電能儲存,。只有大力制動時,傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)才介入,,這時車輛動能一部分就轉化為摩擦熱能被白白地浪費掉了,。 圖12 比亞迪搭載的博士iBooster系統(tǒng) 總結 回顧全文,總結如下:廠商公告里的標稱電量只是說明電池剛剛出廠時的電量,,它真實發(fā)揮的電量估計只有80%左右,,它受駕駛習慣和環(huán)境溫度影響也很大,再加上衰減一部分,,用于行駛的電量自然越來越低,,這是和燃油車不一樣的地方。但使用“經(jīng)濟模式”以及溫和地駕駛車輛也可以省電并增加續(xù)航里程�,,F(xiàn)在,,新能源汽車已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在我們的生活中,相對傳統(tǒng)汽車消費者對它們還缺乏了解,。相信隨著新能源汽車的普及,,人們也會對它有越來越多的認識。
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太古比亞迪汽車 2016-4-7 15:33
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計,,2015年新能源汽車銷量331092輛,,同比增長了3.4倍。同時,,業(yè)內普遍認為2016年新能源汽車銷量還將持續(xù)高速增長,,預期銷量或將超過70萬輛。 圖1 我國新能源汽車銷量 與此同時,,隨著國內的新能源汽車用戶數(shù)量的增多,,作為新能源汽車重要組成部件的動力電池也越來越多地引起了消費者的關注。和手機,、iPad等電子產(chǎn)品一樣,,電動汽車的電池也一直困擾著行業(yè)發(fā)展。同時,,消費者由于對動力電池的認識不夠深入導致一些理解上的誤區(qū),。 很多細心的車友發(fā)現(xiàn),在給電動汽車充電時,并不能充到廠商所宣稱的那么多的電量,。雖然國家已經(jīng)對電動汽車行業(yè)制定了一整套的國家標準,,其中國標“GB/T31486-2015”就對動力電池的容量檢測做了詳細的規(guī)范,任何一個廠家都絕不敢以身試法,。但廠家公布的數(shù)據(jù)與消費者實際體驗之間又確有差距,,這原因到底何在了? 一,、對電池電量容易產(chǎn)生的誤解 1,、標稱電量=充電電量?事實上并不相等,! 首先,,我們來看一個概念“安全冗余”。這是從電池安全的角度考慮,,電池的初始電量中,,生產(chǎn)廠家會保留一部分電量不被使用。以大家熟悉的比亞迪“秦”為例,,下圖中系統(tǒng)顯示電池電量為0時,,其實系統(tǒng)還預留了6~8%的電量。同樣,,系統(tǒng)顯示電池充電已經(jīng)為100%時,,其實也預留了2~3%的余量。 圖2 電池安全冗余示意圖 廠商之所以這樣做,,只為了兩個字“安全”,。因為電池既不能充的太滿,也不能放的太空,。如果充得太滿,,萬一充電系統(tǒng)有故障就可能出現(xiàn)“過充”造成事故。最常見的例子莫過于使用雜牌充電器充爆手機了,。 同樣,,電池管理系統(tǒng)也預留了一定的“底部冗余”作為保底。這主要是考慮到車輛可能長期存放,,必須在消費者認為的0%的狀態(tài)下還有少量的電量,。 另外,如果電池每次在使用電壓范圍內都滿充滿放,,其使用壽命將會顯著降低,。月滿則虧,水滿則溢就是這個道理,。設定電池上下端的“冗余”也是對使用壽命上的考慮,。 除了混合動力的比亞迪“秦”這樣設置外,,其他純電動汽車也采用了類似的設置。例如,,特斯拉在上端保留10%左右的冗余,,底部也保留了10%的冗余。即它顯示100%時,,實際上只有電池真實容量的80%。相比之下,,由于比亞迪所使用的電池為磷酸鐵鋰電池,,其安全性較高、使用壽命較長,,所以其保留的冗余也要比特斯拉少,。 圖3 特斯拉的電池組 從上面的例子我們可以看出,僅這個“安全冗余”一下就去掉了10%~20%的容量,。因此才造成了消費者充電時所充電量與廠家宣稱電池電量的不一致,。可是廠家也是為了不出安全事故,,這點需要大家相互理解,。 2、電表充電量=充電電量,?事實上也不相等,! 曾經(jīng)有人專門安裝了電表來測量自己愛車的充電量。對于這樣有鉆研精神的車友,,筆者十分欽佩,。但從專業(yè)的角度來看,這樣的測試意義是十分局限的,。 國家標準中,,對汽車電池容量的測試環(huán)境條件有詳細的規(guī)定:溫度為25℃±2℃,相對濕度為15%~90%,,大氣壓力為86kPa~106kPa,。同時對測量儀器、儀表的準確度也有明確要求:電壓測量裝置:不低于0.5級,;電流測量裝置:不低于0.5級,;溫度測量裝置:±0.5℃;時間測量裝置:±0.1%,。 而普通家用電表的精度等級在2級(測量精度為±2%~±3%),。對于車友們簡單安裝電表進行充電電量測試,是不能真實反應電池實際電量和充電電量的,。實際充電量與電表顯示數(shù)據(jù)之間必然將有差異,。 注:電池電量=電池容量*電池包總電壓 圖4 用戶通過家用電表測充電量 二,、影響電池電量的幾個因素 1、溫度影響電池性能及電量 對于不同材料的電池,,氣溫過低或過高,,都會影響電池的性能及電量。有專家曾提到,,低溫是“電池殺手”,,這個說法一點也不夸張。我們可以從下圖中看到低溫對電池性能的影響,。從常溫25度到-20度,,電池放出的電量降低了近30%。 圖5 低溫下放電的電量變化表 同樣,,溫度越低充電時間也就越長,。同時,廠家為確保低溫下安全充電,,往往會降低充電電流,,從而大大延長了充電時間。從常溫到零下25度,,充電時間延長40%以上,。 圖6 低溫下充電的電量變化表 此外,由于新能源汽車(特別是純電動汽車)在冬天必須使用空調制熱,,溫度越低空調系統(tǒng)負荷也就越大,。因此,必然加劇汽車電池電能的消耗,,進入冬季后電動汽車的續(xù)航里程也會相應縮短,。 2、電池電量的正常衰減 對于消費者來說,,在用車兩年后,、三年后,電池電量又會變化多少,?這估計才是咱們消費者最為關心的問題,。 為此,美國電動汽車協(xié)會對特斯拉Roadster進行了調研,。如下圖的數(shù)據(jù)所示,,電池的衰減呈現(xiàn)了兩個趨勢,一是行駛里程越長,,衰減越大,;二是溫度越高,衰減越大,。行駛里程和溫度是兩個很重要的影響因素,。 圖7 特斯拉Roadster電池衰減圖 圖8 靜止狀態(tài)下電池容量隨時間衰減圖 此外,,對電池或車輛正常存放時的衰減情況專家也做了研究。結果表明:車輛即使不運行靜態(tài)存放時,,電池的電量也會逐漸衰減,。 綜合看來,車輛行駛里程越長電池電量衰減越大,,此外車輛如果長期存放時電池電量也會有所減少,。 三、如何開好電動汽車 避免急加速和急減速,。那么如何駕駛電動汽車可以更省相信很多車友都知道,,駕駛傳統(tǒng)汽車時如果想要節(jié)油,就應該盡量平穩(wěn)的駕駛,,盡量電了?如何增加續(xù)航里程,? 答案就是: 盡量使用經(jīng)濟模式,,少急加速和急減速 以讓電池的電量盡可能的釋放。 現(xiàn)在許多新能源汽車都有“駕駛模式選擇”功能,,而且絕大多數(shù)都會有“經(jīng)濟模式”,。其原理就是讓電腦控制車輛以最經(jīng)濟的方式行駛。這是最簡單有效的增長續(xù)航里程的方法,。 圖9 比亞迪秦的ECO經(jīng)濟模式按鈕 可是為何電動汽車也不要急加速了,?可能很多車友會好奇。 圖10 三元材料的不同電流倍率的放電圖 上圖是三元材料的不同電流倍率的放電圖,, 1C到25C分別表示不同的電流倍率,。由于電池具有一定的內部阻抗,電流倍率越大相同容量比率下的放電電壓越低,。 圖中最低的倍率1C和最高倍率25C之間,,在相同的截止電壓下,橫軸上的比率差了10%以上,。這就意味著大電流時總有這個幾百分點的電不能放出來,。 急加速時,電機需要電池在短時間內供給它更多的電,,如上所述這種大功率放電的后果就是一部分的電放不出來,。但是如果下次用比較平穩(wěn)的方式開車,這部分電依然還在,。下面這張圖給出了大功率放電后,,再接著用小功率放電的數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù),,我們可以直觀地看到駕駛電動汽車時,,也需要盡量平和地操作,。 圖11 大功率放電后小功率放電數(shù)據(jù) 同樣,在減速時也避免劇烈踩制動踏板,。我們知道,,電動汽車有兩套制動原理,一是傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng),,另一個則是電機在動能回收時的制動效果,。以在比亞迪搭載的博世iBooster系統(tǒng)為例,輕度制動時制動力完全由電機動能回收所產(chǎn)生,,車輛的動能被回收作為電能儲存,。只有大力制動時,傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)才介入,,這時車輛動能一部分就轉化為摩擦熱能被白白地浪費掉了,。 圖12 比亞迪搭載的博士iBooster系統(tǒng) 總結 回顧全文,總結如下:廠商公告里的標稱電量只是說明電池剛剛出廠時的電量,,它真實發(fā)揮的電量估計只有80%左右,,它受駕駛習慣和環(huán)境溫度影響也很大,再加上衰減一部分,,用于行駛的電量自然越來越低,,這是和燃油車不一樣的地方。但使用“經(jīng)濟模式”以及溫和地駕駛車輛也可以省電并增加續(xù)航里程�,,F(xiàn)在,,新能源汽車已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在我們的生活中,相對傳統(tǒng)汽車消費者對它們還缺乏了解,。相信隨著新能源汽車的普及,,人們也會對它有越來越多的認識。
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分享 氫燃料電池:為手機續(xù)航“添能加力”
注冊商標專利 2015-11-25 15:10
你還在為手機每日必充電而發(fā)愁嗎,?你還在擔心因筆記本待機時間過短無法完成工作嗎,?如今,這一現(xiàn)象有望得到改變,。近日,,英國Intelligent Energy公司研制出了一款能用于手機的氫燃料電池。據(jù)悉,,這種電池能夠使iPhone,、Macbook 等生活類電子消費品續(xù)航時間長達一周,待機時間比普通鋰電池長7至10倍,。 氫燃料電池最早產(chǎn)生于上世紀六十年代,,目前已經(jīng)應用于軍用、航空,、汽車等領域,。若把氫燃料電池應用于手機上,,將是手機電池技術的一大突破。業(yè)內專家指出,,氫燃料電池市場潛力巨大,,但由于國外在這項技術的研發(fā)起步較早,應用范圍較為廣泛,,相關企業(yè)早在這一領域進行了專利布局,。盡管中國對該技術的研發(fā)起步較晚,但大多數(shù)企業(yè),、科研機構都在加緊研發(fā)和創(chuàng)新,。相信不久的將來,這種輕薄便攜,、待電持久的氫燃料電池將會迎來個人消費品市場的發(fā)展大潮,。 待機時間更久 發(fā)展前景更廣 隨著信息化技術的飛速發(fā)展,人們對手機的依賴越來越強烈,。如今的手機已經(jīng)不再是簡單的通訊工具,,它幾乎成了人們生活中的必需品。然而,,隨著手機硬件和軟件不斷增添,,電池的續(xù)航能力逐漸成為手機使用的短板,。為此,,英國Intelligent Energy公司研制出一款可用于手機的氫燃料電池,在體積相當?shù)那闆r下,,待機時間大約為250小時,,比一般的鋰電池提高了近10倍的續(xù)航能力,為人們的工作,、生活,、出行帶來諸多便利。 為了全方位了解氫燃料電池技術的原理與應用,,記者采訪了濟南大學化學化工學院教授馬樹華,。他介紹:“氫燃料電池是指用氫這種清潔、高能量密度的化學元素作為燃料,,制造成儲存能量的電池,。基本原理是電解水的逆反應,,把氫和氧分別供給陰極和陽極,,氫通過陽極流路擴散到催化劑層后發(fā)生氧化反應,生成的質子通過電解質隔膜到達陰極催化劑層,,與通過外部負載到達陰極的電子及氧氣反應生成水,。氫燃料電池的發(fā)電需要使用氫氣和氧氣,,其中氧氣利用較為方便,可直接從空氣中獲取,,而氫氣的采集可使用方便,、安全的固體儲氫方式�,!睋�(jù)了解,,氫燃料電池應用于智能手機的方式有兩種:一種是制作成手機充電寶的方式;另一種是將氫燃料電池直接置入手機內部,,如Intelligent Energy公司在iPhone和Macbook中使用的置入式氫燃料電池,。 “氫燃料電池除了待機時間更長外,還有很多優(yōu)勢,。首先,,環(huán)保無污染。氫燃料電池通過電化學反應,,除了產(chǎn)生電和水外,,不會產(chǎn)生有害氣體和粉塵等,更不存在銷毀難題,;其次,,氫燃料電池相比鋰離子電池更加節(jié)能。鋰離子電池涉及鋰礦產(chǎn),,資源耗費較大,,而氫燃料電池所需的氫氣資源相對而言更豐富。同時,,氫燃料電池還具有能量密度高,、應用廣泛、無噪聲的特質,。 “除了優(yōu)勢外,,氫燃料電池也存在一些弊端,比如成本過高,、手機相應功能有待完善,、百姓普遍對氫氣的接受度還較低等問題�,!瘪R樹華告訴本報記者,,這些不足也在一定程度上減緩了氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化的進程。 加強專利布局 不斷開拓市場 據(jù)了解,,美國,、英國、日本等國早在上世紀六十年代就開始研發(fā)氫燃料電池,不僅在全球開展了專利布局,,還掌握了該領域的部分核心技術,。目前我國的氫燃料電池技術研發(fā)尚處于起步階段,該領域的技術研發(fā)與國外相比還有一定差距,。 國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作北京中心實用新型部審查員李光磊通過對全球專利文獻檢索后發(fā)現(xiàn),,從全球的專利申請分布看,目前氫燃料電池在全球提交的專利申請量約2萬件,,其中申請人在美國提交的氫燃料電池的專利申請最多,,約為1.1萬件,占一半以上,。申請人在歐洲專利局提交的專利申請約5000件,。在美國,氫燃料電池的主要專利申請人包括蘋果公司,、豐田公司,、美國通用公司等。 與發(fā)達國家相比,,我國氫燃料電池研發(fā)起步相對較晚,,在核心技術方面還有較大差距。李光磊告訴記者,,截至2015年8月,,申請人在我國圍繞氫燃料電池技術共提交了3768件專利申請,主要涉及在智能手機,、筆記本電腦,、電動汽車、電力能源,、航天等領域的應用,。申請人包括中國科學院,、上海交通大學,、濟南大學、美國西格納化學有限責任公司,、三星SDI株式會社等,。從專利檢索分析看,國內申請人研發(fā)的主要方向是延長電池使用壽命,、提高電池安全性能,、增加產(chǎn)能、環(huán)保無污染和節(jié)約成本等方面,。與發(fā)達國家相比,,我國企業(yè)在氫燃料電池研發(fā)的技術領域相對單一,研發(fā)的系統(tǒng)性、整體性還有待加強,。 “近年來,,我國投入了大量資金開展與氫燃料電池相關的各類技術研發(fā),取得了顯著成就,。但氫燃料造價不菲是實現(xiàn)研發(fā)成果量產(chǎn)的難題,。主要原因就是貴金屬鉑(Pt)催化劑的利用。雖然目前科研人員正在研制各種方法降低Pt含量,,但此項研究仍處于起步階段,。”馬樹華告訴本報記者,,氫燃料電池的市場潛力巨大,,相關部門應加大對氫燃料的扶持力度,開展項目的試點與推進,,相信隨著技術的不斷進步,,這一難題最終會得到解決。 本文來自: www.0535600.com
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