今天為大家帶來一些腦洞大開的技術,知道這些后我們也就知道什么才是真正的新能源汽車了,甚至知道未來汽車會發展成什么樣。
許多朋友可能會與我有著同樣的置疑,我們現有的電動汽車憑什么被稱為是“新能源”汽車?要知道我國2019年全國發電量構成占比中,火力發電占到了72%,難道煤炭也是新能源?這個問題我們先不糾結,今天為大家帶來了許多腦洞大開的技術,知道這些后我們也就知道什么才是真正的新能源汽車了。
1、CO2變汽油
二氧化碳變汽油可能不少人在每次油價上漲時都會想,各國科研人員也在不斷地進行研究,如今這個夢想貌似離我們更近了。
一周前寶馬宣布,旗下風投公司BMW i Ventures將對一家名為Prometheus Fuels的硅谷技術初創公司進行投資,助力后者在2020年內完成通過空氣生產汽油的計劃。
Prometheus Fuels由耶魯大學博士羅布·麥金尼斯于2019年初創建,其使命正是從空氣中分離出CO2并將其轉化為汽油,從而消除對化石燃料的需求。從技術層面來說這一任務的確可行,但根據熱力學定律,生產過程需要的能量會比燃燒過程中產生的能量更多。
按照計劃Prometheus Fuels將于下半年開始零售這種碳中和(排放、吸收相抵消)汽油,價格還會與化石燃料相媲美。據該公司推算,如果用零凈碳燃料替代現有的常規燃料,可以減少約25%的全球碳排放量,這也將成為未來應對氣候變化的重要手段之一。
如今的內燃機汽車至少需要十年才能完成換代,比起研究電動汽車而言,這樣一種生產汽油的方法無疑是改變了游戲規則。這一目前聽起來有些荒唐的技術究竟能否成功,我們年底便可見分曉。
2、氫能源
說起氫能源汽車大家應該并不陌生,一種是氫內燃機汽車,另外一種則是氫燃料電池汽車。1979年第二次石油危機爆發,寶馬第一輛氫動力汽車BMW 520h誕生;2004年9月,寶馬BMW H2R原型車在法國創下了氫燃料內燃動力汽車的9項全球速度記錄;2006年,寶馬打造出了以氫燃料為動力的7系——Hydrogen7。
但內燃機燃燒氫氣產生水的同時,氮氣會與氧氣在高溫高壓下反應產生NOX氮氧化合物,氫內燃機又無法像汽油機那樣使用三元催化劑將NOX還原為氮氣和氧氣,于是氫內燃機汽車便悄悄退出了歷史舞臺。
氫燃料電池則要比氫內燃機強了許多,氫氣和空氣中的氧氣在低溫環境下反應,這回反應的產物是真的只有水。內燃機的最高熱效率通常只有40%左右,而氫燃料電池的效率能夠達到60%以上。近幾年氫燃料電池發展迅速,豐田、現代先后將氫能源汽車進行了量產,與豐田合作后的寶馬也即將推出自己的氫能源SUV。有預測表明,2020年底全球加氫站保有量將超過435座,2025年則有望超過1000座,可見氫能源的確是大勢所趨。
而比起來以上兩種方式以外,接下里的這種氫能源汽車則腦洞更大。2019年5月23日,一則“水氫發動機南陽正式下線”的報道讓車圈炸開了鍋。這個水氫發動機聽起來比較高級,其實就是在原有的氫燃料電池的旁邊加了一個制氫機,官方稱制氫機可以通過催化劑將水催化為氫氣。乍一聽好像沒什么毛病,但問題還是出在了能量守恒定律上,催化劑只改變反應速率而不影響化學反應能量總量,再怎么催化也不可能在不損耗任何能量的情況下將水變成可燃燒的氫氣。這種PPT造車最終也只能成為笑話,這家公司也毫不意外地成功破產了。
3、太陽能
說到太陽能大家就更不陌生了,太陽能計算器、野營燈等小電器早已進入到了千家萬戶中,而太陽能汽車在近年來也得到了巨大的發展。太陽能汽車在目前階段雖未達到完全靠太陽能驅動的地步,但絕對已經達到了“有用”的水平。拿街頭常見的廣汽新能源Aion S為例,它的選配全景天窗其實也是一塊光伏發電板,可以為換氣、音響等系統供電。而第十代索納塔混動版的太陽能車頂則更厲害,全年可為汽車累計提供1300公里的續航。
未來的太陽能汽車會是什么樣雖然我們無法預測,但捷豹之前的這款Mark XXI概念車應該是比較形象的。當車輛閑置不用的時候,這些光電面板就會升起接收太陽光,用來完成對電池組能量的補充。此外,要想做到只用太陽能發電來驅動汽車,對于風阻系數、車身自重等各方面要求一定是非常高的。
4、空氣動力
你以為剛才的CO2制汽油很荒唐,那么以空氣作為動力的汽車就更是天方夜譚了。早在19世紀20年代,人們便開始研究如何將空氣轉化為動力:以有軌電車為基礎,在軌道沿途鋪設高壓管,給發動機提供高壓空氣,驅動車輛在軌道上行駛。當然這個構想最終也只是個構想而已。
70年后,一位名叫居伊·內格爾的法國工程師又將這一研究撿了起來,然后他成功了,1991年他成功地拿到了空氣動力發動機的專利,在接下來的十余年他又發明了基于自己專利的空氣動力汽車。2007年居伊和印度Tata簽署了合作協議,Tata花費了3000萬英鎊獲得了空氣動力汽車在印度生產和銷售的專營權。
在2013年的日內瓦車展上,Tata展示了款新的空氣動力車AirPod(沒錯和蘋果耳機重名)。AirPod車身由高強度重量輕的玻璃纖維制成,使用高壓空氣推動發動機工作,加滿空氣只需2分鐘,最大續航可達200公里,最高時速可達70公里。
有關空氣動力汽車的研究,各大國家其實從未停止過。我國曾經也有一家祥天集團號稱致力于相關研究,但最終結果和研究水氫的青年汽車差不多,最終因為非法傳銷、詐騙被連窩端掉了……
5、核動力
要說最清潔、動力最強、續航最高的話,一定是非核能莫屬了。早在1958年的時候,福特的工程師們就制作了一個名為Nucleon(核子)的汽車模型,這個模型采用塑料材質,按照與真實車輛3:8的比例打造。在構想中,Nucleon核反應堆以鈾元素核裂變為能源,將水變成高壓蒸汽后推動渦輪葉片來驅動汽車,蒸氣會在冷卻之后循環加熱,每次更換新的鈾可提供8000公里的續航。當然,這一切都只停留在了構想。
后來的情況大家也可想而知。福特、凱迪拉克、奧迪等品牌均紛紛推出了自己的核動力概念車,也有著各自提供動力的方式,但最終全部都停留在了概念階段。理由很簡單,核反應堆體積過大,輻射更是巨大,不僅不符合實際路況,就連制造防護殼都十分困難。也許未來核動力會進入我們的生活,但目前也不是特別值得期待。
對于未來出行的探索一定是漫長且曲折的,對于成功的技術我們心懷敬畏,我們也不應該嘲笑那些失敗的,因為它們都標志著未來,都將會被后人載入史冊。對于那些聽起來很荒唐的想法,我們也不要急著否定它們,20年前說未來不用出門購物、不用花現金的那個人他成功了,20年前說未來人們不用打電話、不用發短信那個人他也成功了。