氢燃料电池车,就是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机,由电动机驱动的车辆。氢燃料电池车通过化学作用发电产生电能,更像是一个“发电厂”。氢燃料电池车是以氢燃料电池产生的电能为电动机供电,以电动机做的功作为动力的。燃料电池工作电压迅速升高时,碳载体表面的铂催化剂会发生溶解,当工作电压降低时铂催化剂又会沉积下来,反复的电压波动带来催化剂的团聚,造成燃料电池催化剂活性表面积的下降,从而造成性能的下降。希望燃料电池的工作状态是在较高效率点附近。如下图所示,我们从氢气发电效率的角度看,希望至少是在40%以上的区域去利用,否则发电效率低。氢能技术的应用需要与现有的能源体系相互协调,形成新的能源转型路径。西藏氢能源实训室建设咨询
燃料电池汽车空压机的类型:目前常用的空压机类型有涡旋式、螺杆式、活塞式、离心式、罗茨式和滑片式。1)涡旋式空压机容积效率较高,压力和流量可连续调整,高效率工作区较宽,但质量和体积较大;在丰田、UTC等公司的燃料电池中已有应用。2)螺杆式空压机的工作原理是利用螺旋齿相互啮合;螺杄啮合线把螺旋槽分割成多个密封工作腔,螺杆转动,密封腔在一端形成,不断向另一端移动。螺杆式空压机又分为双螺杄和单螺杆两种。滑片式空压机是容积式旋转压缩机。转子旋转时,滑片受离心力的作用从槽中甩出,其端部紧贴在气缸内表面上,把月牙形的空间分割成若干扇形小室,称之为基元。随着转子的连续旋转,基元容积从大到小周而复始地变化,由此达到压缩气体的目的。四川氢能源实训室建设怎么样制氢过程中采用可再生能源可以减少环境污染和能源消耗。
用作发动机燃料的氢气,可通过甲醇重整等方法获得。液态的甲醇便于被汽车加灌和配带;甲醇能从许多种植物或化工废料中提取,易于燃料站的设立;这些都有利于氢燃料在传统发动机上的应用。上世纪90年代,国内外相继有汽车厂研制出 100%燃烧甲醇的发动机。但这类发动机还停留在实验室阶段,没有大范围推广。主要是由于甲醇的雾化条件、燃烧特性、储能密度等与传统燃料汽油、柴油不完全相同,相应对发动机构造要求也不同。各能源按照储能密度大小排序为:汽油 > 甲醇 > 氢燃料电池 > 锂系电池 > 传统 Pb 电池。汽油的发热量是34778 k J,其能量密度约 13073 Wh·kg,远大于其它能源。因此,以汽油为燃料的汽车连续行驶里程大、加速性能和爬坡性能好。在氢燃料中混合一定汽油(或柴油),可以充分利用汽油的高储能密度特性。
为保证燃料电池稳定高效运行,同时提高氢气利用率,通常采用氢气循环的方法,即氢气把电堆内部生成的水带出后,经水气分离装置将液态水分离,再将氢气循环送回到电堆阳极重复使用,同时对新鲜氢气进行加湿。传统循环泵在涉氢涉水环境下,易发生“氢脆”,氢循环泵在结构和材料的设计上不同于传统循环泵,技术难度要高很多,氢循环泵需要具备密封设计好(氢气容易泄露)、耐水性强(经过电堆反应后剩余的氢气带有少量水蒸气)、流量大(适应大功率电堆)、压力输出稳定(低压转为高压)、无油(保证氢气纯度)等特点。氢循环泵难度较大,目前国内产品处于研发验证阶段,尚不成熟,国内系统企业主要是进口德国普旭氢循环泵,普旭在中国市占率达到90% 。氢气还可以用于工业生产、燃料电池等制造等领域。
燃料电池发动机系统主要由燃料电池发动机、电压变换器(DC/DC)、车载氢系统等构成,其中燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。相较于传统燃油车或纯电动汽车动力系统,燃料电池发动机系统结构较为复杂。燃料电池电堆是发动机系统的关键部件,是氢气和氧气发生电化学反应及产生电能的场所。鉴于单个燃料电池单元输出功率较小,实践中通常通过将多个燃料电池单元以串联方式层叠组合构成电堆来提高整体输出功率。因此,电堆是由双极板与膜电极交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆拴牢,构成的复合组件。氢能技术在可再生能源领域有广阔的应用前景。四川氢能源实训室建设怎么样
氢燃料电池车是可持续交通的重要组成部分。西藏氢能源实训室建设咨询
在应用前景方面,我国节能与新能源汽车产业规划提出:至2020年氢燃料电池汽车应用规模超过2万辆,2025年达到10万辆,2030年达到100万辆。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》统计,全国22个地区有60多项氢能开发政策。预计到2050年,氢能将至少占领10%在中国终端能源系统,其中氢燃料电池商用车到2050年将达到160万辆,市场份额将接近37%,氢燃料电池乘用车到2050年市场份额将超过14%。这一系列的预测表明,氢燃料电池汽车的应用前景十分广阔。氢燃料电池客车将成为真正意义上的高效、清洁汽车,这是减少碳排放、节约化石燃料应用的重要手段,氢燃料电池的应用将有效改善人类生活空气质量,对环境保护及经济的可持续发展有重要意义。西藏氢能源实训室建设咨询