汽車新型燃料

近年來，國民經(jīng)濟及交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展，對能源的需求也日益增長。而另一方面，世界石油資源日趨減少，石油燃料短缺。同時，隨著我國內(nèi)燃機保有量的穩(wěn)定增長，內(nèi)燃機排放所帶來的大氣污染也日益嚴重，能導致溫室效應的CO2也逐年增加。因此尋找一種清潔的汽車代用燃料已成為許多相關科技工作者的研究目標。

幾大新型燃料、新型能源的優(yōu)缺點比較：

一、乙醇

乙醇作為一種醇類燃料，具有和其他醇類顏料共有的優(yōu)點：

1.醇類中含有氧基，碳氫比低，可實現(xiàn)無煙燃燒，污染輕微，燃燒干凈，能顯著降低CO的排放，在高緯度地區(qū)尤其有競爭力，因此酒精汽油也叫“環(huán)保汽油”；

2.醇燃料的辛烷值高，可通過提高壓縮比來提高熱效率；

3.醇的氣化潛熱大、蒸汽壓力低，能降低缸內(nèi)溫度，減少發(fā)動機熱負荷，降低NOX，減少壓縮負功，并可提高充氣系數(shù)；

4.醇的冰點比汽油低得多，故無需擔心在環(huán)境溫度比較低時，像汽油那樣在化油器中容易結(jié)冰，影響化油器正常工作；

5.醇類的著火極限、燃燒速度快，在稀混合氣時仍能保持較高的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋@就使得選擇運轉(zhuǎn)工況時有較大的自由度，有利于凈化空氣及降低油耗。

二、DME（二甲醚）

目前日本研究機構(gòu)開發(fā)的一種稱為DME(二甲醚)，被認為是有希望代替汽油與液化天然氣(LPG)的新型燃料。它最大

特點是在燃燒時絕不會產(chǎn)生任何黑煙，由于其成份不含硫所以也不會產(chǎn)生硫化物(SOx），氮氧化物(NOx)的生成量也比汽油和液化石油氣要少。DME生產(chǎn)分為兩類，一類是甲醇脫水法，在天然氣中混入氧和水蒸氣，高溫加熱合成甲醇，再將其脫水生成DME。另一類為直接合成法，將煤炭等原料從合成甲醇到脫水所有的反應均在同一容器中進行，從技術角度來看生產(chǎn)技術已近成熟。DME與汽油相比，十六辛烷值(自燃性)高，燃料可以充分燃燒，因此不容易產(chǎn)生氮氧化物。

三、甲醇汽油

甲醇是有機可燃化合物，可由天然氣或煤炭經(jīng)合成氣采用銅基催化劑制備。其性質(zhì)很適合于單獨作為汽車燃料或按一定比例與汽油摻和作汽車燃料。

甲醇汽油的穩(wěn)定性主要取決于混合液中的水分。當水分達到一定含量時甲醇會從基礎汽油中分離，因此，使用甲醇汽油應嚴格控制水分。甲醇汽油對銅、鉛、鉍、鎳、鋅等合金不產(chǎn)生腐蝕，相反，在混合燃料中(乙醇汽油)摻入一定量的甲醇時，可抑制其他醇類的腐蝕。在醇燃料中含有低于0.2%的水能防止腐蝕，而大于0.3%會發(fā)生相分離，下層的水醇相形成電解質(zhì)對某些金屬產(chǎn)生電化學腐蝕。為此，在化油器或電噴系統(tǒng)可采用鍍鉻、鍍鎳處理。關于甲醇汽油使用的安全性，汽車的進氣管溫度一般存365℃～400℃之間，甲醇的自燃點為470℃，不同比例甲醇汽油的自燃點隨加入甲醇的比例升高而升高，其使用溫度均在自燃點以下，故有很大的安全系數(shù)。

四、壓縮天然氣

壓縮天然氣是一種燃燒充分、無硫、絕對安全和有利環(huán)境的燃料。改用壓縮天然氣的主要問題是儲氣罐太大太重，占了后背箱的三分之一。重量過重加速后輪胎磨損和破裂;主要好處是壓縮天然氣比汽油便宜得多，一立方米氣(相當于一升油的能量）比一升汽油要便宜一半，經(jīng)濟性較好。因此也受到出租車的青睞，目前改用壓縮天然氣的車中，出租車占85％。此外，改氣可以減少石油的消耗。

五、液態(tài)輕烴

使用液態(tài)輕烴燃料與使用天然氣、液化石油氣相比，具有較高熱值，對人體沒有毒害，對環(huán)境幾乎達到零污染；運輸、貯存、加注和車載都方便，尾氣排放污染物大幅下降、價格便宜和輕烴加油站建站費用低等優(yōu)點，是很好的汽車代用燃料。

輕烴的原料來源十分廣泛，主要來源于油田、氣田、天然氣凈化廠等生產(chǎn)過程中的伴生氣凝析液和煉油廠、溶劑油廠、石油化工廠、乙烯工廠的副產(chǎn)品，如煉油廠生產(chǎn)的拔頭油、輕石腦油、溶劑油廠生產(chǎn)的石油醚，油(氣)田生產(chǎn)的穩(wěn)定輕烴、天然氣凈化廠生產(chǎn)的“塔底油”等，上述原料都能作為輕烴原料。

六、新型鈉燃料電池

汽車燃料箱裝入的燃料為鈉硼氫化物(NaBH)，可在常規(guī)條件下儲藏和攜帶。通過安裝在車上的催化器裝置，使NaBH溶液在行車過程中不間斷的產(chǎn)生氫(燃料)而提供給燃料電池。失去氫的糊狀物質(zhì)（已變化為NaBO)被車的收集器所保存，在汽車燃料箱重新加注鈉燃料時，由電泵從收集器里吸出NaBO，排入燃料加注站的化學反應設備中重新吸收氫而成為鈉硼氫作燃料，這種鈉燃料電池具有技術優(yōu)越性，不僅技術障礙少，而且也利于在社會推廣燃料電池汽車。

七、太陽能電池

目前，太陽能電池的主流是通過加工硅結(jié)晶來生產(chǎn)的“結(jié)晶硅系列”。由于能夠使用半導體加工技術，因此主要以電機制造商為中心進行開發(fā)。而本田的太陽能電池主要通過層疊銅、銦、鉀、硒等化合物薄膜來制造。與結(jié)晶硅系列產(chǎn)品相比，能夠使用更少的材料制作太陽電池。因此，結(jié)晶硅系列最薄的厚度也有200微米(微米為100萬分之1米)左右，而本田的產(chǎn)品成功地縮小到3微米。這樣，生產(chǎn)時的能耗就減少到原來的1/6左右。

目前面臨的問題是:將光能轉(zhuǎn)換成電能時的轉(zhuǎn)換效率非常低。要想獲得相同的電力，必須有較大的面積。而且，由于批量生產(chǎn)的制造技術難度大，因此，太陽能電池制造商雖然認可CIGS的低發(fā)電成本及低能耗，但認為在一段時間內(nèi)結(jié)晶硅系列仍將主導太陽能電池市場。

八、結(jié)論

從以上汽車新型燃料中我們可以看出，清潔的汽車代用燃料中電池燃料應為首選，我國也曾在“純電動車”開發(fā)方面下功夫，雖有較大發(fā)展，但由于電池問題沒有解決，沒有什么大的突破。如鉛酸電池，雖然廉價安全可靠，但能量低、重量高、體積大、續(xù)行里程短，還需要建設地面充電檢測等設施，難于為地方政府、企業(yè)、用戶所接受;而鎳氫、鋰離子、特別是燃料電池，雖然極具前途，但均很昂貴，且建設投入均很大，我國只能少量試點，集中進行。內(nèi)燃機與電動機雙驅(qū)動的混合動力技術，將成為一段時間內(nèi)清潔燃料汽車商業(yè)化的主導。