燃料电池系统需要加湿反应气体,对于采用质子交换膜的燃料电池系统而言,气体反应物的相对湿度对膜的性能的影响是至关重要的。膜传输质子时需要质子以水合离子的形式存在,而干燥的膜不具备传导质子的能力。因此,对反应气体进行加湿以保证质子交换膜的湿润,是增加质子交换膜的质子传导能力不可缺少的方法。增加反应气体的相对湿度会提高质子交换膜的电导率,降低膜电阻,从而提高燃料电池系统的输出性能;但相对湿度过高也容易导致燃料电池堆内部发生水淹,从而影响其性能。现在燃料电池堆采用的加湿技术主要分为内部加湿、自加湿和外部加湿三种。内部加湿是利用燃料电池反应生成的水和水在质子交换膜内的传递特性,实现膜的自增湿;自加湿法是将催化铂金微粒子加入质子交换膜中,在燃料电池发电时,依靠膜内自动生成的水来增湿;外部加湿是在燃料电池之外加上一个部件,使水蒸气和反应气体同时进入电池组中。氢能技术是一种环保、高效的能源形式,正逐渐被普遍应用。山东燃料电池整车动力系统厂商
燃料电池电堆是发动机系统的关键部件,是燃料电池发动机的动力来源,对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆的主要材料包括膜电极、双极板、端板等,其中膜电极是燃料电池电堆的关键部件,对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响,膜电极又可以分为催化剂、扩散层、质子交换膜等。随着终端领域的推广,电堆产业发展快速。膜电极、双极板、质子交换膜虽然生产规模较小,但已有国产化能力。供氢系统将氢从氢气罐输送到燃料电池电堆,由空气过滤器、空气压缩机和加湿器组成的供气系统为燃料电池堆提供氧气,水热管理系统采用单独的水和冷却剂回路来消除废热和反应产物(水)。在供氢系统中,空压机是车用燃料电池发动机的“肺”,提供电堆反应所需的氧气。扬州燃料电池整车动力系统厂制氢过程中利用可再生能源可以实现清洁的能源生产。
而燃料电池是将“燃料”和“氧气”进行“电化学反应”将化学能先转化为电能,再通过电能驱动车辆。同样都是利用“燃料”和“氧化剂”进行反应但两者有着本质的区别,在内燃机的燃烧反应中电子的运动是无序的,大量的化学能被转化为热能消耗掉了(内燃机的效率约25%)。而在燃料电池的电化学反应中电子是有序移动的(燃料电池的效率可达60%以上),后者的能量利用率更高。自古以来人类利用能源始终是从无序到有序,从不可控到可控的过程,所以若从宏观的角度思考燃料电池代替内燃机应该是一种趋势。除了广为人知的氢以外,甲醇、天然气、煤气都可以成为燃料电池所需的“燃料”,但氢燃料能量密度高、排放清洁性好,依然是较主要的发展方向。
除电堆以外,燃料电池发动机还需要一系列辅助系统才能实现其功能。其中控制系统通过高精度调节反应气体的压力及流量等使得电堆中的反应始终维持在输出功率、温度、湿度均合适的水平,保证发动机稳定可靠工作;氢气和空气供给系统是为电堆提供合适压力、温度、湿度、流量的氢气与空气;水热管理系统用于保持燃料电池内部水平衡和热平衡。此外,燃料电池发动机系统配备由车载高压储氢瓶和配套阀件组成的车载氢系统用于储存燃料,以及用于实现燃料电池与整车高压之间解耦的DC/DC变换器。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,氢能将成为中国能源体系重要组成部分,2050年能源体系中占比约10%,氢气需求量达6000万吨,加氢站10000座以上,氢燃料汽车产量达500万辆/年,行业发展前景广阔。氢气制备的成本和能源消耗是氢能技术普及和推广的重点。
氢燃料电池(电动)汽车的关键所在和奥秘之处,在于它的动力来源—氢燃料电池近乎完美和非常理想的工作原理与机制,它名义上叫“电池”,而实质上是一种基于化学原理,将作为“燃料”(并没燃烧)的氢气和空气中的氧化剂反应生成化学能转换为电能的发电装置—氢气发电机。燃料电池早期主要应用于航天和目的,后来,鉴于其巨大的潜在优势和应对日趋严重的交通环境污染,人们有研究将它应用于汽车动力装置,经过这数十年科学家和科技人员扎扎实实的埋头探索和反诉试验研究,如今,世界上氢燃料电池汽车的技术进步飞快,成果明显,有效超出了许多人的预想,已经展现出光明的发展前景。在电动汽车依旧烧车的关键技术障碍久攻不下的困扰下,氢燃料电池汽车的确给人们来带一种“眼前一亮”的感觉。使用氢能技术可以减少大气污染,改善环境状况,促进可持续发展。杭州燃料电池发动机系统多少钱
氢能技术的实现需要相关单位、工业和学术界的合作与支持。山东燃料电池整车动力系统厂商
目前国内燃料电池系统的使用寿命一般在3000~5000小时左右,国外技术较为公司的产品可达10000小时左右。导致电堆寿命衰减主要由电堆老化、辅助系统因素、环境因素等方面引起。希望提升燃料电池整体寿命是一项系统工程。电堆老化包括:质子交换膜衰退、催化剂层衰退、碳基腐蚀、双极板退化等。辅助系统因素包括:空气压缩机滤油能力不佳、增湿器加湿能力不佳、热管理能力不佳等。环境因素包括:工作温度、气压条件、运行工况等。例如:燃料电池的输出功率主要由燃料供给速率决定,也就是氢气和氧气的供给能力。氢气由于存储于高压瓶内,本身处于高压状态,故可以实现高的供给效率,而空气需要由空气压缩机压缩加压再输入,在燃料电池的全生命周期里进风量可达50万m³以上,若空压机不具备良好的滤油能力,长期使用将有大量杂质损伤膜电极组件(MEA)。山东燃料电池整车动力系统厂商