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日本正在开发首台燃料电池民用机车

供稿人:顾震宇  供稿时间:2006-4-18   关键字:燃料电池  火车  列车  机车  
2006年4月4日,东日本铁路公司称其开发了世界第一列以燃料电池为主要动力的列车,并将很快完成原型车组装。计划于2006年7月进行整车的测试,并于2007年夏天正式运行,运行的路线选在东京以西的长野与山梨县之间的山区。
 
这款燃料电池列车的开发是基于东日本铁路公司2003年开发的NE型柴电混合动力列车基础上。其设计最高时速为100公里。列车车身下部安装有氢储存箱和两组65千瓦的燃料电池,燃料电池通过使氢和氧发生反应产生电力驱动列车。
 
图1、燃料电池列车示意图

(图片来源:参考文献1)
 
列车的核心部件为燃料电池。燃料电池是一种电化学的发电装置,通过氢和氧的化学反应产生电能,理论上讲反应生成物只有水,因此被公认为清洁环保的发电技术。燃料电池还具有能量转换率高、工作无噪音、连续工作性强等优点,是许多国家和大型企业重点开发的项目。
 
目前基于燃料电池应用的研究,国际上的研究热点主要集中在燃料电池汽车上。除此之外,燃料电池应用的研究包括燃料电池手机、燃料电池潜艇、军用燃料电池汽车等等。然而,燃料电池列车的研究,国际上早在2004年就有相关报道。
国际同类研究进展
1、Vehicle Projects LLC与Nuvera公司合作项目
 
2004年2月,美国Vehicle Projects公司和Nuvera燃料电池公司共同开发燃料电池列车。该项目是美国国防部合同项目,由Vehicle Projects公司出资数百万美元向Nuvera燃料电池公司订购八个FORZATM燃料电池模块,用于燃料电池列车的制造。
 
该列车是美国陆军柴电机车的改进车型,采用了150千瓦的燃料电池,在主要的组件上采用了抗振动设计。该燃料电池列车的特点包括:同常规电动列车头相比,燃料电池列车头基础成本较低;对环境实现零排放;采用燃料电池降低了对燃油的依赖度。此外,两公司还在合作研制的项目可用于商业和军事用途的1兆瓦燃料电池车头,以及用于地下作业的矿山机车等。
 
图2:1MW、120吨美国陆军燃料电池机车

(图片来源:参考文献4)
 
2、Vehicle Projects LLC与MesoFuel公司合作项目
 
2004年2月,MesoFuel公司宣布其与Vehicle Projects公司合作设计制造燃料电池机车,预计在2008年完成。Vehicle Projects LLC与MesoFuel公司合作是因为看中MesoFuel公司高效、紧凑的MesoChannelTM型氨基制氢系统。该公司的氨基制氢技术具有领先的能量密度。而氨又是一个非常理想的能源选择。此外,MesoFuel公司的制氢系统可以作为车载系统,可以根据需要制造高纯度氢气。
 
3、矿井用燃料电池机车
 
加拿大温哥华Placer Dome公司在2004年1月研制出一种矿井用的燃料电池机车,并完成了测试。该机车主要用于矿石的运送,在一周的测试中,共工作30小时,达到了4000米深的矿井。测试的结果比Placer Dome公司预计的还要好,该机车的研发成功,避免由机车造成的有害气体的排放,保护了矿井工人的健康和安全。
东日本铁路公司简介
东日本铁路公司是自日本国家铁路(JNR)1987年拆分为六个铁路公司中,最大的一个公司。拥有177个子公司和37个关联公司。东日本公司铁路公司及其子公司、联营公司共运作5个新干线子弹头火车网络,涉及铁路里程为7525公里,平均每天旅客达1600万人。5个铁路网连接东京和主要城市,覆盖日本本州东部大部分地区。
参考文献
1、Japan to Test Fuel Cell-Powered Train
 
2、East Japan Railway Company Company Profile
 
3、East Japan Railway Company  (Public, TYO:9020)
 
4、Defense Fuelcell Locomotive
 
5、Defense fuelcell locomotive
 
6、Nuvera Receives Order to Supply Power Modules for World's Largest Fuel Cell Vehicle; Multi-million-dollar award from US Department of Defense to fund development and demonstration of locomotive for military and commercial applications.
PR Newswire, Feb 10, 2004
 
7、MesoFuel Inc. Tapped to Help Develop Fuel Cell Powered Train; World's First Fuel Cell-Powered Train Locomotive Slated for 2008.
PR Newswire, Feb 10, 2004
 
8、Fuel cell train to be developed.(World Report) 
International Railway Journal, v45, n10, p6, Saturday, October 1, 2005
 
9、Company to test first fuel-cell trains  
CHINADAILY.COM.CN
April 13, 2006
 
10、East Japan Railway Company to Test World's First Fuel Cell-Powered  Train  
jcn
JAPAN CORPORATE NEWS NETWORK
April 07, 2006
 
11、JR East Develops World's 1st Fuel Cell Train 
JIJI April 04, 2006
 
12、Placer Dome Tests Fuel Cell Locomotive for Mining.
Fuel Cells Today, Jan 8, 2004

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