为响应低碳环保的号召，厦门大学许教授开发的智能摩擦技术在轴承领域产业化实验中取得突破性进展。2021年4月7日厦门大学在百年校庆之际发布了一系列智能摩擦与新动能代表性科研成果。
未来这项技术将在风力发电、空气压缩储能、空气动能发动机领域发光发热。此次研发的空气动能发动机已经能在乘用车辆上预装运作。
空气动能发动机是什么黑 科技 ，只要压缩空气就能驱动 汽车 ，它能比过电车吗？
空气动能发动机听起来很高级，其实原理很简单，简单理解就是车上装上一瓶高压气罐，通过泄压产生的气流动能来推动活塞运作，让 汽车 动起来。它与电驱动的差别就在动力来源上，一个是压缩空气驱动，一个是电动机驱动。比起能效极高的电动机，空气动能发动机的工作原理和内燃机要更接近一些。
活塞式内燃机是通过空气混合燃料燃烧产生的高温高压燃气带动活塞运动，驱动 汽车 运动；空气动能发动机则少了燃烧的步骤，直接通过压缩空气的泄压来带动活塞。
空气动能发动机早在1903年就研发出来了，当时英国的一家液态空气公司突发奇想，想避开汽油直接使用压缩空气驱动 汽车 。空气动能发动机的原理很简单，他们通过简单的替换就完成了此项发明，只不过制造出的发动机无法产生足够的扭矩，无法驱动笨重的 汽车 。
一百多年来这项研究因为日益严重的化石燃料污染再次被提上日程，压缩空气车（CAV）和电动 汽车 都是未来可能替代燃油车的产物。
曾经充满噱头的氢气燃料车也是新能源车的一个主要研究方向，但因为能量转换效率低下，制氢消耗的电能可能比直接用来驱动 汽车 更多，导致这个项目完全失去了竞争力。这几年又跳出来的压缩空气车有能力和电动 汽车 一争高下吗？
单从能源清洁角度看，压缩空气车做到了完全的清洁，这一点和电动车没什么差别。但从能源损耗角度看，如果压缩空气的生产环节只要用到了电，那它的下场和氢燃料车一样，势必会造成电能的损耗，不如直接用电驱动 汽车 。
问题的根源来到压缩空气的生产环节，制造压缩空气是不是绕不开电？
压缩空气的生产很容易，市面上有大把的压缩空气机，只不过这些机器都是电驱动的。大规模的压缩空气生产肯定不能用这样的机器。和风力发电、水力发电、太阳能发电一样，这些可再生能源都可以直接转化为压缩空气能储存起来。
实际上我国的电能总体上来说是过剩的，白天用电总高于夜晚，火力发电站、水电站并不是说在晚上就不工作，发出的电无法储存只能任其流失。如果这些流失的能源能够转化成其他能源储存起来势必会节约大量能源。
而在储能能力上，最新的准等温压缩空气储能技术大大加强了压缩空气的储能效率。现压缩空气储能能力变为锂电池容量因子的4倍，达到2.7Mj/kg或3.6Mj/m3。市面上主流的磷酸铁锂电池单体能量密度在，160Wh/kg，换算成同单位为0.576Mj/kg。这些火电站产生的多余热量，水电站浪费的水能都能直接用来压缩空气，变成空气能储存起来。
实际上为了提高能源的利用效率，我国早在多年前就开始了剩余能源的储存计划，只不过这个计划的核心是放在抽水蓄能上。在有水利条件的水电站上游建立蓄水池，用多余的电能再把水抽上去续存起来，在电需求量大的时候再把蓄水池的水放出来发电。我国抽水蓄能电站装机容量已居世界第一，截至2018年底中国抽水蓄能装机容量为30GW，占发电总装机1.6%，在建规模为50GW。
不过水利储电的弊端也显而易见，那就是要有水和高低落差；反观压缩空气储能则不受地理因素左右，在未来有很大的应用前景。如果真能实现储能升级，压缩空气的生产打破桎梏，压缩空气车未来一定在新能源 汽车 榜上和电动 汽车 争一争。
解决了能源生产问题，压缩空气车还有一座大山要翻越，那就是发动机能效。电动 汽车 之所以能逐渐取代燃油车，最主要原因就是电动机比内燃机能源利用率要高得多。
内燃机通过燃烧产生膨胀的气体带动活塞运动，本身就会散出大量热能，这些热能的损失大大降低了内燃机的能源利用率。数据统计内燃机转化 汽车 动能的效率仅为17.9%，而电动机转化 汽车 动能效率为67%，当然这只是个平均数据，各自领域内顶尖的机器都能做到更高的水平。
空气动能发动机的能效能达到多少？
根据最新的研究报告，截止2020年，由加拿大Reza Alizade Evrin博士发布准等温压缩空气 汽车 原形拥有压缩空气车中最高的能效表现，达到了74%，这个数据与锂离子电动 汽车 效率的73%-90%还有一定差距，但仍然表现出了惊人的潜力。
不过看图就知道，这只是一个简约的模型机，距离实际投入使用还有很长一段路要走。
正常情况下，无论是空气压缩还是高压气体释放都会消耗大量能量，压缩时气体升温，泄压时气体降温。举个简单的例子，使用灭火器时，灭火器喷出高压的内容物，喷嘴、管道处会迅速降温，所以使用灭火器时不能捏着管子，而要握住特质的隔温喷头以防冻伤。
正因为这个物理特性，常规空气储能的系统效率仅为40%到45%，只有在绝热压缩的情况下，储能效率才能提高到70%至75%；而在压缩空气泄压释放的过程中，一般的空气动能发动机能效仅为50%，Reza Alizade Evrin博士的原型机使用低压储气罐和废气回收为石蜡热交换器系统提供动力，最大程度保证空气动能发动机的效能，才使得空气动能发动机摸到锂离子电动 汽车 能效的门槛，达到74%
从压缩空气储能到发动机能效上看，压缩空气车较之电动 汽车 可以说各有优劣，但这些数据表现只停留在实验阶段，距离商用它还有很长一段路要走。
压缩空气车投入商用将会碰到和电动 汽车 一样的问题——续航旅程。上文提到的那辆效能极高的空气动能原型机的续航仅为140公里，这个数据相比现在普通纯电 汽车 400公里的续航是远远不及的。
想获得更高的续航能力，有两个方向可以考虑，一个是提高单位储能，一个是增加压缩气罐的数量。压缩空气罐内的气压平均在30MPa以上，为保证安全性已经使用强度极高的碳纤材质作为罐体材料，提升单位储能难度很大。如果考虑堆叠气罐数量增加续航旅程，成本上又会提升一大截。
想当年电动 汽车 出来的时候也不过一两百公里的续航，经过几十年的技术积累现在也能与燃油车一较长短。只要大方向不错，说不定压缩空气车也能成为下一代的新能源车。
你觉得空气动能发动机靠谱吗？如果投入商用还有哪些路要走？
汽车行业中压缩空气的用途有哪些？
空气动力汽车的原理：
目前的空气动力汽车概念主要集中于使用压缩空气（或其它气体）来推动车辆前进，其作用原理也非常简单。首先，气体被以极大的压力压缩进储气罐中；然后，根据车辆行驶所需的速度，将储气罐中的气体通过可控阀门模块放出，推动气动马达转动，进而推动车辆。
简介：
空气动力汽车使用气动发动机，通过将高压气体所具有的压力能转换为机械能驱动汽车行驶。气动发动机与传统内燃机相比，由于在气缸里没有高温高压的气体燃烧过程，只通过单纯的气体膨胀做功来达到功率输出的目的，因此不再需要复杂的冷却系统，机体也可以选用较低强度、轻质的材料和简单的结构，所以结构简单、尺寸小、重量轻，造价低。
优势：
空气动力汽车的优势与太阳能汽车类似，可实现绝对的“零排放”状态，令现今的所有新能源车望尘莫及。此外，空气动力车的运行噪音可以被控制在一个合理的范围，不像燃油车一样发出较大的噪音。它还有个优势不得不提，那就是气动装置的成本不高，运行使用费用比较低，适合作为日常代步用车。空气动力车在使用时也无需像太阳能车一样照顾到天气等影响。
空气动力汽车已经发明多年，为什么现在还没普及？
压缩空气在汽车行业的主要用途是：利用压缩空气来对汽车进行清洁、水基涂料、喷漆辅助、自动冲压等。
漆槽：压缩空气提供漆槽搅拌，帮助喷漆混合并防止凝结。
水基涂料：压缩空气可保证水基涂层不被润滑油中的硅树脂所污染。
用于机器人的清洁空气：使用压缩空气驱动的组装机器人，保证平稳运行，降低维护需求，保证连续 的生产能力。
空压机排出的压缩空气里含有很多杂质：①水，包括水雾、水蒸气、凝结水；②油，包括油污、油蒸汽；③各种固态物质如：锈泥、金属粉末、橡胶细末、焦油粒及滤材、密封材料的细末等；此外还有多种有害的化学异味物质等。
DPC提醒：当应用工艺对压缩空气品质有要求时，就必须配置压缩空气干燥净化设备（干燥机、过滤器）。如果在压缩空气系统中不配置干燥净化设备，压缩空气中的水及其他一些杂质进入用气设备，不仅损害设备还会直接导致生产的产品品质不良率升高。
由于当前 汽车 驱动普遍采用是汽油机。用的是化石燃料。工作效率极低（低于30%）。对环境破坏也极为严重。（大量使用石油和煤等化石燃料就是对生态环境的严重破坏，它不单纯是消耗了大量的氧气、排放了大量的二氧化碳。同时还排放了大量的有害物质）
所以迫切需要一种工作效率高、能量来源方便快捷、还需要清洁、不破坏生态环境的发动机来取代汽油机。
目前比较有代表性的新拖动形式有：
1、氢燃料电池驱动（实际应用时也需要加蓄电池）。2、高能蓄电池驱动。3、空气能驱动。
当然还有好多设想。在这个升级换代的时期。哪款能脱颖而出是大家最关心的问题了。
油电混合动力，属于升级换代时期的过渡机型不做讨论。
氢燃料电池驱动：虽然它的工作效率非常高、对环境零污染（排放的是水）。但是它的缺点是液态氢生产运输还需要建立一个庞大的产业链，很繁琐。它另一个致命的缺陷是：在生产、使用、维护过程中的安全保障也是一个大问题。这些阻碍了它的普及。
高能蓄电池驱动：效率高、容量大、安全系数高是它的优势。当前需要克服的缺点是：充电时间太长，还需要等待研发和改进。
空气能发动机：清洁。但是效率不算高。能源供给麻烦。也仅仅是昙花一现。这是由于：
无论是汽油机还是空气能发动机（也可以称为马达）都是靠驱动活塞工作的。
汽油机的爆发冲程，燃气巨大的爆发力把活塞推到下止点。但是此刻气体膨胀还在继续，排气门就打开了。排除的气体带着很大的能量射出排气筒。也就是说汽油机的曲轴只获得了燃气整个爆发过程的前面的一部分能量。后期的大部分能量通过排气筒排掉了。而且冷却系统又排掉一部分。所以效率很低。
空气能发动机还是用压缩空气去推动活塞。也是一样:高压气体把活塞推到下止点。在它还有残余压力的情况下，排气门就打开了。气体是带着能量飞出排气筒。所以，它的工作效率不可能太高。这种发动机虽然不致热，但是致冷。也是能量的流失。
其实马达还有叶片马达、齿轮马达、曲线马达很多种。可是它们原理还是一样的：都是靠气体膨胀做功。效率并没有太大差别。
另外，对附属设备要求高。
为了便于携带，需要把空气体积压缩到最小，空气压力达到最大。最实际的办法是:空气液化（液态氮是最合适的，因为液态氧对设备有氧化作用）。
可是要实现空气液化，最小也得施加超过37MPa以上压力（实际应用应当远大于这个值）。
这么高的压力。对于气罐的罐体强度要求是相当高的（氧气瓶压力也不过15MPa）。----------如果你不液化需要携带多大的气瓶啊。
发动机对液化空气要求也比较高：需要空气净化。还要滤除液化气中的水份（因为水份对发动机危害是相当大的）。
总之，高压加气站是比较复杂的。技术条件也较高。当然造价也非常高了。
另外,空气液化：由气态转为液态、再由液态转为气态全过程，还有一个热能损失过程。（前者放出大量热，后者吸收大量热制冷）。
中国如果想普及空气动能车。首先得在每个城市和高速公路大量配置专用的加气站。可是在节能问题上，空气动力车表现得并不出色。
这样，它和蓄电池 汽车 形成了鲜明对比。
论工作效率，它远不如蓄电池 汽车 。
充气站造价远比充电站高。高压充气站是用电力拖动气泵添加能量的。和电动车的能量来源是一样的。所以，充气站并不占优势。
虽然，电池车目前还有充电速度慢的缺点。但是采用大容量蓄电池。延长充电间隔时间。还是能让人们很容易的接受。
今天能把空气动能车介绍给大家，只能作为一个科普知识吧:压缩空气也能驱动 汽车 。
以空气为动力的新型环保 汽车
OneCAT空气动力 汽车 开发项目的牵头人是法国工程师和设计师盖伊·内格列。oneCAT 汽车 共有五个座位，其玻璃纤维打造的车身非常轻便，总重量只有 350公斤。该 汽车 的动力系统中安装的是压缩空气燃料瓶， 汽车 行驶就是依靠这些压缩空气为动力的。据这款 汽车 的开发者称，在城市交通中，oneCAT 汽车 的行驶纯粹以空气为燃料，这对周围环境没有一丝污染。在远距离行驶中，为了增强这款 汽车 的机动能力，它还可以添加其它任何燃料作为辅助燃料，而且每行驶 100公里其燃料消耗不超过3升。
为了保证这款 汽车 能够靠空气行驶，研究人员专门为其开发出了特殊的压缩机。另外，这款 汽车 还配备有机载充电设备，只要您的车库里配备有普通电源插座，就不用怕您的爱车无法充电。
除了轻盈、环保等品质外，这款 汽车 的售价也相对低廉。专家们称，在OneCAT开始批量生产后，每辆售价只有5000美元。最初这款车将只在印度本国销售，在不远的将来，它将被推广到其它国家。
前段时间，遇到了空气动力 汽车 的领军人物，差点被迷惑住了，优势:0排放，比电池更容易存储，，，，，好像是那么回事，后来一查造空气 汽车 的祥天公司，果然是个正儿八经的骗子公司，进了监狱。。所以，空气 汽车 还是不靠谱的，发明空气 汽车 的有山东枣庄的侯圣春，上过央视的，农民发明家，不能说空气 汽车 不能用，而是不划算，因为最基本的转化效率太低，电带动压缩机，压缩空气会放出大量的热，能量损失50%.高压空气转化成动力。不到50%.因为高压空气变低压会制冷，如同空调，如果没有热量加热空气发动机，就会结冰冻住，两者相乘25%不到的转化率，连电池都不如啦，所以农民发明家的最大缺陷总想挑战热力学定律
所谓的空气动力 汽车 ，其原理是利用压缩空气为动力，运行时把压缩空气的空气能转化机械能驱动的 汽车 。和内燃机 汽车 显著不同的一个点是，这种车不燃烧汽油或者是柴油，而是利用高压空气推动发动机缸体内的活塞做上下运动，带动曲轴做旋转运动，最后推动 汽车 前进。
从根本上来说，这种车消耗的其实还是电能，压缩空气只是起到了储存电能的作用。因为压缩空气的制取需要电能，因此想要真正的做到节能环保的话，需要配合清洁的电能来使用，像是风能，太阳能，潮汐能或者是核能这些，单纯的使用压缩空气所能起到的环保效果有限。
空气动力 汽车 目前无法普及的原因有很多，主要是以下的一些：
1、 首先，和传统的汽油机或者是柴油机一样，空气动力车的大规模普及势必需要足够的加气站，否则没办法进行长距离的行驶。但是压缩空气的储存无法像汽油那么方便，可以说加气网点的建设是很难做到的；
2、 目前压缩空气的成本依然太高，由于压缩空气的制取需要用电，因此压缩空气制取成本的降低需要电能成本的降低，也才能发挥其环保的优势，而电能成本的大幅度降低目前还有困难，这也限制了空气能 汽车 的普及；
3、 除此之外，这种 汽车 的续航和最高速度是很大的问题，即便是当前成熟的压缩空气动力 汽车 ，像是印度塔塔公司的Air Pod ,最大续航里程也不超过200公里，这远低于现有的油车的续航里程，也不如很多的电动车，同时最高的速度也不超过80公里每小时，这是诸多用户难以接受的。
简单地说就是，加气网点的建设，制取成本的居高不下，以及续航的鸡肋是限制当前空气动力 汽车 普及的重要原因。
空气动力 汽车 的驱动力来自于压缩空气被加热后产生的高压气流推动车辆行驶，但空气动力 汽车 的压缩空气哪里来？加热压缩空气的热源哪里来？我认为这就是个融资的圈套，压缩空气需要高压气泵提供，加热压缩空气也需要能量，这些都是要耗能的，除非是充气一次行驶几百公里，利用晚上电力低谷期时充气，加热压缩空气时利用车载电瓶进行电加热，这样也就可以利用晚间低谷期给电瓶同时充电。但这些都是在进行能量转换中进行，既然有能量转换那就有消耗，转换次数越多消耗越大，就不如直接使用电力驱动了。
这就是个骗局，首先大的空气压力不稳定，也不易保存，加上加压也难。实际上有本事加压和存储这么大压力的设备，为啥不直接驱动 汽车 ？
「空气动力 汽车 」 没有普及价值·严格定义应属于玩闹
【新能源】成为 汽车 领域的技术发展方向，在各大车企基于科学谨慎态度的研发过程中，出现了一些“剑走偏锋”的偏门类型。其中知名度较高的有氢燃料电动 汽车 与醇基燃料 汽车 ，然而因实际使用成本过高且并不符合节能减排的需求，所以这些技术基本确定会被淘汰。
那么不消耗任何常规或非常规能源，仅仅以空气作为动力的「空气 汽车 」为什么也没有被认可呢？要知道空气是取之不尽用之不竭的，而且不需要经过任何形态转换即可利用，但事实却存在太多损耗。
类型1·喷气 汽车
这种概念的 汽车 说起来就像是开玩笑一样，但是真的有些诡异的车企试制过。车辆的驱动原理再简单不过，利用外部机器将空气直接压缩到车辆的高压储气瓶中，在行驶中不通过任何方式的能量转换；而是直接在车尾留出喷气孔，利用空气喷射的推动力产生反向的“定向·相互作用力”而推动车辆行驶。
这种空气 汽车 非常的“玩闹”，就像是骑自行车时拎着瓶灭火器往后吹气；然而这种方式只适合做 游戏 ，因为压缩空气的能量密度是非常非常低。相比普通的汽油标准的十分之一都不到，所以需要超大量的压缩空气才能让车辆有超过100km的续航能力，储气瓶的体积可控吗？
重点：压缩空气瓶的输出功率受内部压力的影响非常大，在充满阶段的高压状态下喷气加速能力会比较强；但是在空气释放过多造成压力降低后，结果必然是驱动力的下降导致车辆无法正常驾驶。
类型2：喷气混动电驱 汽车
空气混动技术的概念就像氢燃料电动 汽车 一样诡异，其概念为“压缩空气机增程发电”，车辆只以电动机驱动。
PSA集团曾经试制过一台名为「Air·pod」的空气混动 汽车 ，运行方式为压缩空气驱动迫力油带动液压马达输出动力，与内燃机可以同时驱动车辆行驶。然而这台整备质量低至700公斤的微型 汽车 ，需要的高压气瓶容积高达300L！（升）
重点：压缩空气过程本身需要消耗很大的能量，虽然在 汽车 加注时看不到能量损耗，但是在充气过程中消耗的电能也是需要成本的。而这些成本都会转嫁到压缩空气的价格上，结果就会像液态氢一样有高昂的成本，使用这些性能很差、续航能力极差、安全稳定性非常差的高价 汽车 ，用车成本还要比燃油 汽车 更高，这种车有普及的价值吗？
总结：空气动力喷气 汽车 实属瞎胡闹，喷气混动 汽车 实际能耗极高。
所以空气动力增程是不可取的方式，目前唯一值得普及的只有传统燃油动力增程 汽车 ；但原因也只是仍然有大量燃油 汽车 的存在，不用单独开采石油才是体现低能耗的核心。
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很多人把压缩空气动力贬得一无是处，但压缩空气动力真的就没优势吗？我看未必！还是那句老话：没有差劲的英雄，只有差劲的召唤师！再菜的英雄，只要会用、用对了地方，依旧能打出全场最佳！
空气动力驱动的缺点是只适合中低速、只有十几公里的短途续航，但优点是体积小(相对于电池组来说)、容量无衰减……那么我们不妨将这套系统小型化、成熟化、集成化，用于混动车的能量回收和能量辅助，将大大缓解电池的负担！
插混车，可纯电行驶50到100公里，如果再加个小型气罐，考虑到体积和重量，气罐并不需要很大，充满可纯气动行驶5到10公里即可。关键是我们不靠它来行驶，而是靠它来做能量回收将非常实用！插混车起步会有大功率放电，刹车会有大功率能量回收充电，这种情况下的充放电功率往往是充电桩的几倍甚至几十倍，对电池寿命而言有很大的损害！那么有了空气动力作能量回收就很好了，急刹车的功率最大阶段优先用气罐回收、原地启动加速时0到50阶段也用气罐辅助，使电池长期处在更平稳的功率充放，可延长电池循环充放寿命至少一到两倍。
至于丰田的非插电混动，甚至可以进一步减少电池容量，用更大容量的气罐来辅助节能也是不错的选择。尤其是用于制动时，气罐的能量回收效率是高于返充电的！
至于纯电动车，其实加一个气罐用于能量回收，做一款“气电混动”也是很好的。原理与插混类似，大功率加减速时，用来避免电池受到大功率充放电、增加能量回收效率……
我个人认为做纯气动车是不经济的，而且没必要做外插充气，气罐仅限于能量回收的内充放，车身不设充其插口，这样最好。
在目前来说任何的物质动力都需要能源。咱们就拿冰箱来说，以前用的氟利昂，改成其他的元素，但性质是换汤不换药，缺了能量是无法动力，发电的过程如果要产生电，他必须用别的能源支柱，竟然用手摩擦也能产生电但手也是能量的根源。所有的动力必须有能源的支柱，才能转换更大的能源。谢谢！
空气能动力 汽车 说到底是电动 汽车 ，因为空气压缩依赖电力。问题是气动 汽车 并不节能，但它有可能或空间实现节能，而电动 汽车 则既无可能也无空间。 现有气动 汽车 效率损失高达42%，损失主要来自-15摄氏度的低温尾气排放（膨胀制冷的后果），因为活塞发动机的容积限制，气动发动机无法实现较高程度的等温膨胀。
需要对气动 汽车 加以改进，以一个自循环系统（类似可输出功的热泵）来替代，介质不能是空气（冷凝点温度太低），而是一种在环境温度区间有较大内能且熔点较高的工质。以绝热膨胀替代等温膨胀，从而 将主发动机（或称膨胀机）的尾气温度降低到-90度（制冷量=输出的功），并将这个低温作为 嵌套的ORC发动机的 低温热源，环境为高温热源。由于T2温度更靠近绝对零度，嵌套发动机的效率也不低。这样不仅可以大幅提升气动 汽车 的综合效率，而且无需建立加气站等基础设施，也减少了高压储罐爆炸的风险。而这是气动 汽车 最致命的风险。
以上就是关于全球首创技术！压缩空气就能驱动汽车，能替代电动和燃油汽车吗？全部的内容，如果了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！
