什么是燃料電池?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-08-14 10:31
點擊量:次
燃料電池是舉世公認的高效、便捷及有益于環(huán)境的綠色能源裝置。它利用物質發(fā)生化學反應時釋放的能量直接將其變換為電能,工作時需要連續(xù)不斷地向其供給活物質——燃料與氧化劑。因為是將燃料通過化學反應釋放出能量變?yōu)殡娔茌敵?,所以被稱為“燃料電池”。燃料電池是利用水的電解的逆反應的“發(fā)電機”,由正極、負極和夾在中間的電解質構成,其中負極供給燃料、正極提供氧化劑。中間是電解質,如果電解質是固體,就被稱為固體氧化物燃料電池,即 S OFC。
普通的錳干電池的化學反應物是事先存放在電池內部的,電池向外供電時,反應物質被消耗卻得不到補充,反應物質一旦消耗空,電池就不能再繼續(xù)供電;對于蓄電池而言,則必須充入反向電流使其反應物質得到恢復,才能繼續(xù)工作。燃料電池則不同,因為氧化劑是從外部輸入的,只要它們得到了不斷的供給,燃料電池就可以源源不斷地向外供電。
高溫固體氧化物燃料電池直接把化學能轉化為電能,不經過中間環(huán)節(jié),減少能量的損失,發(fā)電效率達45%以上,總發(fā)電率可達到85%以上。燃料使用面廣,余熱利用率高。這種電池由于電解質電導率不高,必須在高溫下操作,連接密封材料必須使用鉑等稀貴金屬,電池成本隨之大大增加。
目前我國已經研制成功的新型中溫陶瓷膜燃料電池,是一種以陶瓷膜作為電解質的燃料電池。電池部件薄膜化以后,降低了電池的內阻,提高了有用功率的輸出,從而不需要高溫的條件實現了中溫化,操作溫度降到700~500℃。這種新型燃料電池繼承了高溫 S OFC的優(yōu)點,同時降低了成本。
燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”。
燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”。
1、零排放或近似零排放。2、減少了機油泄漏帶來的水污染。3、降低了溫室氣體的排放。4、提高了燃油經濟性。5、提高了發(fā)動機燃燒效率。6、運行平穩(wěn)、無噪聲。
1)充電時間對比:鋰電池3-8小時之間;氫燃料電池3-5分鐘;
評論:就充電時長而言,氫燃料電池的快捷方便取得巨大的領先;但是加氫站的分布密度是個問題,在城市中作對比的話,充電樁的建設分布應該可以領先加氫站的分布;
(2)續(xù)航里程對比:鋰電池純電續(xù)航在100-300公里之間;氫燃料電池已經可以實現500-1000公里甚至更高的續(xù)航里程;
邦乾配倍認為:就續(xù)航里程而言氫燃料電池處于高度領先,但是目前鋰電池頂級純電汽車的續(xù)航里程也是相對較高,雖然與氫能汽車行駛里程有差距,但是差距不是非常大;
(3)充電樁與加氫站建設成本:鋰電池充電便捷度可達家里充電,即便是特斯拉規(guī)劃的超級充電樁的建設成本也在200萬以內;加氫站的建設成本非常高,一個加氫站的造價成本預計在600萬-1500萬之間;
邦乾配倍認為:建設成本的高企以及分布范圍是加氫站的劣勢之一,相比之下鋰電池純電汽車的充電便捷度占據了優(yōu)勢,加氫站的高昂成本對于注重運營盈利的資本方而言是重大阻礙;
(4)使用周期結束后的環(huán)境污染對比:廢棄鋰電池含有大量化學元素,回收處理不當的話容易對環(huán)境造成污染;氫燃料驅動主要來自“氫”,使用壽命結束后不會對環(huán)境造成污染;
(5)推廣應用領域對比:鋰電池純電汽車目前商業(yè)模式,相關配套,制造技術等諸多領域均已成熟;氫燃料電池在商業(yè)化模式,配套建設,制造技術等領域尚處于起步階段,就應用于推廣領域而言,鋰電池純電汽車處于優(yōu)勢領先地位;
(6)技術瓶頸對比:鋰電池最大的攻堅領域是能量密度的提升,安全性能的提高;氫燃料電池面臨的降低使用成本,使用壽命有待延長,冷啟動困難等技術障礙;
(7)氫能源電池因為復雜的技術工藝,目前尚不具備大批量生產的條件,也不具備大批量應用氫能汽車的市場條件。由于復雜的技術和制造工藝,高規(guī)格的用材和更嚴格的安全監(jiān)控系統(tǒng),氫能汽車的價格一定是高的離譜。
(8)燃料電池系統(tǒng)的組裝需要電極板、電解質、交換膜、催化劑、擴散層等部件。從電池系統(tǒng)到整車制造再到核心零部件等,我國的氫能源汽車產業(yè)鏈條遠不夠完整,而像膜電極這種電堆關鍵上游技術還主要依靠進口,我國目前在氫能生產、儲存、運輸方面目前還缺少統(tǒng)一規(guī)劃與布局,相關配套檢測與檢驗機構都不完善。












