1. 船用氢燃料发动机

氢能是以氢气为基础的能源,能量密度高,利用形式多样,可以燃烧发热,也可以在各种燃料电池中反应发电,被认为是像电能一样方便,而且有巨大潜力的二次能源。

氢能的利用大部分要通过燃料电池。燃料电池是一种近乎神奇的设备,包括空气系统、氢气系统、水冷系统,个头不大,功率很高。电池一端通入氢气,另一端通入氧气,氢气和氧气隔着离子交换膜在催化剂作用下发生反应,生成电能和热量,排放出的却是干干净净的水。这种电池叫做质子膜燃料电池,是一种低温燃料电池,应用领域广泛,小至电动自行车、小汽车,大至重载汽车、轨道交通工具、船舶均可使用。

由于氢气的能量密度很高,氢燃料电池汽车相比锂电池汽车,续航里程要大很多。锂电池汽车,电池重量达500公斤,充电时间需数小时,充满电仅能行驶大约300多公里。氢燃料电池汽车,5公斤氢就可以行驶500公里,加氢十分钟,性能与燃油车差不多。

对于重载汽车,比如长途卡车,如果用锂电池,动力会严重不足,续航里程较短。然而,氢燃料电池可以轻松拖动几十吨的卡车行驶数百公里。

除在汽车上使用低温燃料电池外,还有一种高温燃料电池,如固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等。这些电池的工作温度高达600℃到1000℃,即可使用氢,也可使用甲烷或天然气作为燃料,发电效率比低温燃料电池更高,可以作为发电站为社区和城镇提供电能和热量。

燃料电池可以在家庭中广泛应用。家用燃料电池系统通过氢管道获取氢气,生产电力和热水给家庭使用。与传统发电系统相比,家用燃料电池热电联供系统没有发电和输电的废热损失,能源利用效率高达80%,而大型发电机组发电效率最高也很难超过50%,加上长途输送损失,效率更低。

2. 氢动力船舶

根据国际海事组织的数据：世界航运业每年的氧化亚氮、二氧化碳等温室气体排放量都超过了10亿吨，其中98%都是二氧化碳。为啥碳排放如此严重的航运船舶，不进行新能源变革呢？

其实不是没有改变，而是航运业要实现零排放，面临着诸多困难。首先大规模普及电动船舶肯定不现实，航运巨轮运输的东西多，如果是跨洋运输，电力很难支持。此外人们又尝试过甲醇、液化石油气、氢等可以替代重质燃油的新能源，但都不够完美。

3. 船用氢燃料发动机上市公司

“潍柴”，其前身可追溯到1946年，是位于山东威海的一家“几十根木桩撑起的一间大瓦房”、为解放军修理枪械的军工厂，随后迁至山东潍坊，1953年建立潍坊柴油机厂，走上柴油机生产的专业化道路。但此时的潍柴，只是一个偏居一隅、名不经传的地方国企。

1998年，在从计划经济向市场经济转轨中，潍柴因跟不上市场经济步伐陷入困境，濒临破产。新上任的掌舵者谭旭光通过大刀阔斧的改革，让潍柴迅速走出困境，建立起了现代化企业制度，并在香港成功上市。

2005年，潍柴并购湘火炬，将行业内优质资源陕汽重卡、法士特变速箱、汉德车桥纳入麾下，打造了重卡黄金产业链，形成了“潍柴系”的雏形。2010年，随着亚星集团、扬州柴油机厂相继加入，此时的“潍柴”已然跨越山东、陕西、重庆、湖南、江苏等八个省市，营业收入近1000亿元，成为当时中国综合实力最强的汽车及装备制造集团之一。

在国内，“潍柴”已初具规模。但是谭旭光有更高的追求，他放眼全球，提出要打造一个国际化的集团。2009年，“潍柴”试水法国博杜安，迈出了国际化并购的第一步，随后整合意大利法拉帝、德国凯傲和林德液压，并购美国德马泰克、PSI。“欧洲三部曲”将“大缸径高速发动机”“豪华游艇”“高端叉车和液压”等产品品牌带入“潍柴”家族，“北美二重奏”又让“潍柴系”增添了智能物流和天然气发动机业务，实力不容小觑。

“潍柴”在传统业务风生水起，新能源领域探索的脚步也从未停止。2018年，“潍柴”与英国锡里斯、加拿大巴拉德、西港燃料系统公司签署战略合作协议，掌控固态氧化物燃料电池、氢燃料电池、HPDI天然气发动机等未来新能源商用车的三大核心技术；2020年，与德国欧德思公司、奥地利威迪斯公司展开合作，有效填补中国在新能源动力系统和农业装备CVT动力系统的关键技术短板，加速新业态的产业化进程。

为了打造中国装备制造业的龙头企业，在山东省委省政府的大力支持下，山东省的优势资源也相继纳入“潍柴”的版图。2009年，以潍柴为主体，联合山推、山东汽车集团等组建山东重工集团，形成了工程机械板块的产业联合；2019年，重组山东交工，将中通客车划归麾下，打造客车产业链；2018年9月，谭旭光被任命为中国重汽党委书记、董事长，2019年9月“潍柴”完成与中国重汽重组整合，共同做强商用车板块；此后，雷沃重工国有股权划归“潍柴”，志在做强山东农业装备产业……

许多企业一旦做大就开始多元化经营。与之不同的是，谭旭光坚持“心无旁骛攻主业”的发展理念，多年来始终站在动力主轴上进行产业开拓、延伸，从单一的发动机，到现在涵盖动力系统、商用车、工程机械、智能物流、豪华游艇、金融与服务六大业务板块。“潍柴动力”“中国重汽”“陕汽重卡”“法士特变速箱”“中通客车”“山推”“亚星客车”……成为了“潍柴”上一颗颗璀璨的明珠。如今，在社会各界眼中，“潍柴”俨然成为中国装备制造的“超级航母”，它不单是一个由产权和股权关系维系的具体企业，而更是一个由谭旭光领导，有着共同发展愿景、管理模式、文化理念的新型企业集群。

“潍柴”的未来在哪里？——2020年传统业务将超越世界一流水平，2030年新能源业务要引领全球行业发展；2025年前实现收入1000亿美元，2030年前实现收入1万亿人民币，成为山东新旧动能转换、高质量发展的万亿级国际化跨国集团。掌舵者谭旭光目标明确，令旗一挥，“潍柴”千帆竞发。

4. 氢燃料动力船舶

氢燃料电池发动机寿命可达25000小时，最大续航里程600公里。潍柴动力20000台氢燃料电池发动机工厂正式投产，目前已经在潍坊投入200辆氢燃料电池公交车。公司宣布与全球氢燃料电池领军企业加拿大巴拉德动力系统有限公司签署合作协议，认购 19.9% 的股份成为大股东，并成立合资公司。

5. 船用氢燃料发动机原理

一、中间位置时(方向盘不转动时)。油泵来的油经转向器内部回油箱。

二、动力转向时，油泵来的油经随动阀进入摆线针轮合付(计量马达)，推动转子跟随方向盘转动，视方向盘转向转角的大小、定向、定量的将液压油压入油缸的左腔或右腔，推动导向轮实现动力转向。油缸另一侧的油经随动阀回油箱。

三、人力转向，当发动机熄火时，靠人力操作方向盘，通过转向器内的阀芯、拨销、联动轴驱动计量马达的转子转动，计量马达将液压油压入油缸，推动导向轮实现人力转向。

油缸两腔的容积差可通过回油口由油箱补给。

由于转向器用于重型速度较低的车辆，为防止方向盘打手，结构型式设计成开心无反应结构，作用在导向轮上的外力传不到方向盘上，驾驶员无道路感觉。

6. 船用氢燃料发动机原理图

1，电化学法制氮。在氢气电解池的阴极（产氢气一侧）通入高压空气，在催化剂作用下，氢气和氧气形成微观燃料电池，完成氧化还原反应生产水，宏观上表现即为空气中的氧气被除去，剩余氮气。这种方法可以产出最高99.995%的氮气，但有几个明显的缺陷：一需用到高浓度氢氧化钾溶液做电解液，这种强碱溶液与气体直接接触，对气体质量有潜在影响，并有随气路输出的可能性；二单位成本高，比如我公司生产的MNN-300型，标称产氮300ml/min，实际稳定使用150ml/min，

2，膜分离制氮。高压空气通过中空纤维膜组件，氮气分子和氧气分子的扩散速度差别积累，在膜组件输出端形成高纯度的氮气，最终形成的产品气纯度最高可达99%，气体流量>5000ml/min，并且可以累加使用，不影响产品质量，在不考虑其它限制条件的情况下，气体装置可以无限扩充。这种制氮方法膜分离制氮在工业上有不少的应用，在实验室主要用于对气体纯度要求不特别高的吹扫、保护、对氧气的置换等。

3，PSA变压吸附制氮。利用氮气与其它气体分子在分子筛中的吸附能力差异，形成浓度差异的积累，在分子筛柱末端产出高纯度氮气。同时利用两根分子筛柱，一根吸附的同时引出一部分产品气为另一根解析，实现分子筛在线再生，整体表现即为仪器持续输出高纯氮气。

7. 船用氢燃料发动机工作原理

船用燃油辅助蒸汽锅炉的原理比较简单，就是通过燃烧后加热炉水，炉水蒸发成蒸汽，由蒸汽将热量带给需要加热的设备。具体的工作流程为：

　　船用燃油锅炉先由装在炉前的电动油泵向炉膛（炉胆）内喷油，同时鼓风机将空气送入炉内助燃，油在炉膛内基本燃烧完毕，高温火焰和烟气中部分热量通过辐射方式经炉胆壁传给炉水，未燃烧的由和烟气至燃烧室继续燃烧其剩余部分，然后顺烟管流至烟箱，最后从烟箱排至大气，烟气在流经烟管的过程中，不断地通过对流传热将热量传给外围的炉水，炉壳中也不是全部充满水的，水面只需比蒸汽受热面高一些即可。

8. 船用氢燃料发动机 潍柴

潍柴船用柴油机450匹马力每小时耗油63千克轻柴油，潍柴船用柴油发动机一般为高速柴油发动机，一般用轻柴油作燃料，而低速船用柴油发动机以重柴油作燃料，如潍柴船用450马力柴油发动机(高速)使用轻柴油，全负荷作业时最低耗油率≤140克/千瓦小时，因而，一小时耗油量约为450x140=63000(克)。