燃料电池是一种能量转化装置,它是按电化学原理,即原电池工作原理,等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子,电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路,产生电流。同时,由于本身的电化学反应以及电池的内阻,燃料电池还会产生一定的热量。电池的阴、阳两极除传导电子外,也作为氧化还原反应的催化剂。氢气燃料电池汽车可以有效解决城市交通中的污染和拥堵问题。贵州氢能源实训室建设工厂
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。云南氢能技术服务企业燃料电池是利用氢气发电的一种高效清洁能源技术。
在燃料电池车中,燃料电池系统由燃料电池组和辅助系统组成。燃料电池堆是关键部件,它将化学能转化为电能为汽车提供动力。燃料电池系统除燃料电池堆外,还有四个辅助系统:供氢系统、供气系统、水管理系统和热管理系统。供氢系统将氢从氢气罐输送到燃料电池堆;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)。通过热管理系统,可以从燃料电池中获取热量来加热车辆的驾驶室等,提高车辆的效率。燃料电池系统产生的电力通过动力控制单元(“PCU”)传到电动机,在电池的辅助下,在需要时提供额外的电力。
对车用燃料电池发动机在实际运行条件的性能变化进行数据跟踪,可以得到燃料电池发动机实际运行中输出电压的缓慢变化,即同样电流(电流密度)及工作条件下,输出的功率降低了。以小时为间隔的电压衰退率单位为μV/h。不同时间段极化特性曲线变化及不同电流下输出功率变化不同。安全性是指燃料电池发动机能够安全工作,避免对人、设备或自身造成伤害的能力。由于涉及可燃气体氢气和各种电气设备,要求燃料电池发动机能够在不发生事故的前提下正常工作,而不对人或财产造成损失。 氢安全:(1)、供氢系统的安全要求及规范:1)、氢气系统应严防泄漏,所用的仪表及阀门等零部件密封应确保良好,确保定期检查,对设备发生氢气泄漏的部位应及时处理。2)、对氢气系统中的管道和阀门等连接点进行漏气检查时,应使用中性肥皂水或携带式可燃气体检测报警仪,禁止使用明火进行漏气检查。携带式可燃气体检测报警仪应定期校验。控制氢气制备成本是氢能技术推广的重要技术难题。
氧气供给系统,作用是提供反应所需的氧,可以是纯氧,也可以用空气。氧气供给系统可以用马达驱动的送风机或者空气压缩机,也可以用回收排出余气的透平机或压缩机的加压装置。水管理系统,可以将阴极生成的水及时带走,以免造成燃料电池失效。对于质子交换膜燃料电池,质子是以水合离子状态进行传导的,需要有水参与,而且水少了还会影响电解质膜的质子传导特性,进而影响电池的性能。热管理系统,作用是将电池产生的热量带走,避免因温度过高而烧坏电解质膜。燃料电池是有工作温度限制的。外电路接通形成电流时,燃料电池会因内电阻上的功率损耗而发热(发热量与输出的发电量大体相当)。热管理系统中还包括泵(或风机)、流量计、阀门等部件。常用的传热介质是水和空气。发展氢能技术可以促进能源的多元化,增强国家的能源安全。广州氢能技术服务厂家
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截至2020年底,全球氢燃料电池汽车保有量为32535辆,同比增长38%,韩国保有量达10906辆,位居全球一,美国为8931辆,我国氢燃料电池汽车保有量为7352辆排第三。燃料电池汽车关键关键部件或材料主要包括发动机、电堆和膜电极。从成本上看,燃料电池电堆约占燃料电池发动机的55%,而膜电极约占燃料电池电堆的65%。2020年,燃料电池商用车价格约为200万/辆,随着燃料电池系统生产规模化与燃料电池电堆关键零部件国产化,预计燃料电池汽车销售价格将以每年10%的幅度下降。燃料电池发动机系统:氢燃料电池汽车的关键为燃料电池发动机系统,关系着整车运行的安全性,对燃料电池汽车是否具备成熟、可靠的性能表现具有重要影响。贵州氢能源实训室建设工厂