日产汽车公司2016年6月14日发布了新技术“e-Bio Fuel-Cell”,通过对生物乙醇进行改质制备氢气,利用燃料电池发电并驱动汽车。该公司已将这项技术配备到车辆上,确认车辆可以正常行驶。该公司希望在2020年之前实现产品化。
这项技术利用改质器,将车辆油箱中加入的生物乙醇(或乙醇混合水)转化为氢气,使氢气在固体氧化物燃料电池(SOFC)内与氧气发生反应来发电。生产的电力会储存在电池中,按照需要从电池向驱动马达供电。配备于车辆时,该燃料电池系统类似电动汽车的增程发动机。SOFC的特点是发电效率高,据日产介绍,上述系统的发电效率约为60%。预计续航里程可达到600km,与汽油车相当。因为是作为增程发动机使用,所以无需配合行驶状态,只要以一定的比例使SOFC工作即可,可减少导致效率降低的负载波动。丰田和本田为燃料电池车(FCV)采用的聚合物电解质燃料电池(PEFC)的发电效率一般在40~50%。单就燃料电池而言,采用SOFC容易降低成本。这是因为SOFC的工作温度高,氢离子(质子)和氧离子比较活跃,可以减少燃料电池中的贵金属催化剂的使用量。相比以高压氢为动力源的FCV,虽然需要加装改质器,但其优点在于可以使用液态燃料,无需配备昂贵的高压氢罐。但是,PEFC能在低于100℃的温度下工作,而SOFC的工作温度高达700~800℃,存在开发困难的缺点。这是因为巨大的温度变化容易导致设备劣化,系统投入运转所需的前置期较长。
于是,日产将SOFC使用的部分结构件的材料从过去的陶瓷换成金属,提高了对于温度变化的耐久性。为了使SOFC能够马上发电,还设置了使燃料乙醇燃烧、以提高SOFC温度的机制。在SOFC开始工作前,汽车将使用电池,在EV模式下行驶。今后,该公司还将通过提高离子活性降低工作温度,采取提高整个燃料电池系统的隔热性、将SOFC产生的热量用于改质器和制暖等改善措施。