趣味环境科学故事:“绿色”环保汽车即将面世

绿色常常象征着自然、生命、健康、舒适、活力与安全。绿色使人回归大自然,人们选择绿色作为无污染、无公害和环境保护的标志,由此而开发出的一系列绿色产品,非常直观、鲜明地表达了这一概念与深刻含义。燃油汽车发展到今天,已面临“环境污染”与“能源危机”的双重压力。因此开发和研究新型的绿色汽车是环境保护的迫切要求,是人类的期望,更是汽车工业可持续发展的需要。那就由童乐福科学网给同学们带来这个趣味环境科学故事:“绿色”环保汽车即将面世。

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世界各国,特别是西方的发达国家,对开发绿色汽车技术非常重视,他们开发和推广的以蓄电池电动汽车、太阳能电动汽车为主要动力的绿色汽车工程正在广泛应用。

电动汽车早在1873年就已诞生。当时,英国人罗伯特·戴维森制作了世界上最初的可供实用的电动汽车,这比德国人戴姆勒和本茨发明汽油发动机汽车早了10年。戴维森发明的电动汽车是一辆载货车,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。其后,从1880年开始,他应用了可以充放电的二次电池。从一次电池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高,在19世纪下半叶成为交通运输的重要工具,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。

1890年法国和英国伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时的车用内燃机技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便。电动汽车最盛期是在19世纪末。1899年法国人考门·吉纳驾驶一辆以双电动机为动力的后轮驱动电动汽车,创造了时速106千米的纪录。进入20世纪以后,由于内燃机技术的不断进步以及电动汽车的蓄电池寿命短、充电时间长等缺点,导致电动汽车逐步被内燃机汽车取代。

直到20世纪60年代以后,内燃机汽车的污染、石油燃料短缺等问题相继出现,电动汽车才又重新受到重视电动汽车本身不排放污染大气的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其他污染物也显著减少。由于电厂大多建于远离人口密集的城市,对人类伤害较少,而且电厂是固定不动的集中排放、清除各种有害排放物较容易,也已有了先进的技术。由于电力可以从多种一次能源中获得,如煤、核能、水力、风力等,解除了人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷吋富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,大大提高其经济效益。有关研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。正是这些优点,使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”,欧美各国的汽车制造商纷纷投入电动车的研制工作。在这方面,法国可说是领先一步,现已到了应用的前夕。目前,标致、雪铁龙公司都正式建立起电动车生产线,开始小批量生产电动轿车,其最新设计并开始实施的“红色郁金香车”设计,采用的是一种仅长2.2米,由五大塑料模制件组成的电动车辆。

国外的许多研究人员相信燃料电池会成为电动汽车的最佳动力,但它庞大笨重的“身体”、昂贵的制造成本使其经济实用性暂时成为问题,因此科学家正集中力量研制可充电电池。例如,现只存在于实验室的先进的锂聚合物电池,可能会将汽车续驶里程数提高到300英里①以上,它对充电时间则无固定的限制。21世纪,电动汽车将与内燃机汽车分庭抗礼,点缀在公路网络上的加油站会发现自己多了个伙伴—充电站。

在电动汽车中,最值得一提的是使用太阳能电池为动力的太阳能汽车,它算得上是毫无污染的汽车。早期的太阳能汽车是在墨西哥制成的。

这种汽车,外形像一辆三轮摩托车,在车顶上架有一个装太阳能电池的大棚。在阳光照射下,太阳能电池供给汽车电能,使汽车的速度达到40千米/小时。由于这辆汽车每天所获得的电能只能行驶40分钟,因而它还不能跑远路。现在世界上很多国家都在研制太阳能汽车,并进行交流和比赛。1987年11月,在澳大利亚举行了一次世界太阳能汽车拉力大赛,有7个国家的25辆太阳能汽车参加了比赛,赛程全长3200千米,几乎纵贯整个澳大利亚国土。在这次大赛中,美国“圣雷易莎”号太阳能赛车以4小时54分的成绩跑完全程,夺得了冠军。“圣雷易莎”号太阳能赛车,虽然使用的是普通的硅太阳能电池,但它的设计独特新颖,采用了像飞机一样的外形,可以利用行驶时机翼产生的升力来抵消车身的重力,而且安装了最新研制成功的超导磁性材料制成的电机,因此使这辆赛车在大赛中创造了时速100千米的最高纪录。太阳能汽车不仅节省能源,消除了燃料废气的污染,而且即使在高速行驶时噪声也很小。太阳能汽车已引起人们的极大兴趣,并将在今后得到迅速的发展。

由于绿色汽车本身具有的优越性,它有着潜在而巨大的汽车市场。

绿色汽车的开发是汽车工业新的经济增长点,可使汽车工业真正得到可持续发展。绿色汽车将给人类带来更加灿烂的文明,21世纪将是绿色汽车的世界。

学科展望:

除绿色汽车外,目前世界上已出现不少绿色产品,如把不使用氟利昂的冰箱称为绿色冰箱,把不受污染或不施用农药的农产品称为绿色食品等。这些绿色产品已为公众所熟悉,并被社会大众所接受,这主要是因为人们对有益于环境和健康的产品的欢迎和追求。不言而喻,绿色产品将在21世纪得到飞速的发展。

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