燃料電池技術(shù)可直接處理除氫之外的燃料嗎?
某些燃料電池技術(shù)可直接處理除氫之外的燃料,一些有希望的配對(duì)如下所列
1)直接甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池;
2)氨堿性燃料電池;
3)直接碳?xì)浠衔锶廴谔妓猁}或固態(tài)氧化物嫩料電池。
像它們所對(duì)應(yīng)的氫一樣,直接甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池在積極研究之中,且已呈現(xiàn)了許多優(yōu)點(diǎn),例如不需要重整器、液態(tài)燃料的處理,以及系統(tǒng)中不存在高溫。其主要缺點(diǎn)是需要在液態(tài)水中稀釋甲醇,以供給燃料極,并為甲醇的強(qiáng)交換體,此歸因于在聚合物膜中的吸收,但主要還在于其緩慢的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。
氨堿性燃料電池是替換氨熱裂化的可供選擇的方案。氨氣直接供給燃料電池,并在陽極催化裂解。氨堿性燃料電池反應(yīng)給出了稍低些的熱力學(xué)電壓,且與氫堿性燃料電池相比,其活性損耗較高。這一活性損耗可通過改進(jìn)催化劑層予以減小。人們感興趣的是,可以利用氨直接與其他燃料電池技術(shù)相結(jié)合,只要燃料電池電解液的酸性本質(zhì)不會(huì)因堿性氨而被破壞。
熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)因其高工作溫度,故有直接裂化碳?xì)浠衔锏哪芰ΑR虼?,它們并不直接消耗碳?xì)浠衔?,而是由碳?xì)浠衔镌谄鋬?nèi)部提取氫。這樣的選擇方案顯然存在14.5節(jié)所討論的高溫燃料電池所有的缺點(diǎn)。
不同數(shù)目的鋰電池芯可以進(jìn)行組合,這就形成了多芯鋰電池,人們會(huì)以鋰電池芯的數(shù)目來命名這種鋰電池組,如3個(gè)電池芯的組合就叫3芯鋰電池。
多芯鋰電池是為了產(chǎn)品目的而生產(chǎn)的,其組合方式有串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)三種,筆記本電腦是多芯鋰電池應(yīng)用最廣的領(lǐng)域,現(xiàn)在以它為例對(duì)多芯鋰電池進(jìn)行說明。
目前,筆記本電腦電池組合主要有奇數(shù)形式的3芯、9芯,偶數(shù)形式的4芯、6芯、8芯、12芯,這些多芯鋰電池的不同組合方式可達(dá)成電壓和容量的改變。通常來說,鋰電池芯越多,則續(xù)航能力越強(qiáng),待機(jī)時(shí)間也越長,但負(fù)面影響一是價(jià)格高,二是穩(wěn)定性差一些,這個(gè)好理解,鋰電池芯越多,則電池本身的一致性以及工作中的協(xié)調(diào)一致性就復(fù)雜的多,因而在設(shè)計(jì)中,把控電池穩(wěn)定性的難度就會(huì)加大大。
以3芯鋰電池6芯鋰電池為例說一下識(shí)別多芯鋰電池的方法。3芯鋰電池的標(biāo)注方法為11.1V/2200mAh,這是因?yàn)?個(gè)鋰電池芯是串聯(lián)組合,一個(gè)鋰電池芯的電壓為3.7V,所以,3芯鋰電池的電壓為3.7×3=11.1V,而其容量是一支鋰電池芯的容量。6芯鋰電池的標(biāo)注方法為:11.1V/4400mAh,這是因?yàn)?芯鋰電池采取了3串2并的組合方法。取得同等電壓情況下,6芯鋰電池容量是3芯鋰電池的三倍,高容量是6芯鋰電池比3芯鋰電池續(xù)航能力更強(qiáng)的根本原因。
多芯鋰電池廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。不過,正如前面所說,從性價(jià)比考慮,鋰電池芯并不是越多越好,鋰電池芯越多則價(jià)格越昂貴,而且芯數(shù)少則穩(wěn)定性好。
以筆記本電池為例:家庭用3芯鋰電池和4芯鋰電池就可以了,因?yàn)殡娫捶€(wěn)定;如果是在固定辦公場所,則6芯鋰電池和8芯鋰電池為宜,因?yàn)?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; width: auto; height: auto; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important;">待機(jī)時(shí)間長;如果需要移動(dòng)辦公的話,有可能考慮采用9芯和12芯鋰電池,因?yàn)榭梢赃m應(yīng)更長的續(xù)航要求。
鎳鎘蓄電池使用了同于鎳鐵蓄電池的正極和電解液,在組成中應(yīng)用了金屬鍋的負(fù)極。單體蓄電池反應(yīng)給出于表12-1中,且其額定開路電壓為1.3V。歷史上,這類蓄電池的開發(fā)與鎳一鐵蓄電池在時(shí)間上相同,并且它們有相似的性能。
已經(jīng)看到鎳一錫蓄電池技術(shù)的巨大進(jìn)展,其優(yōu)點(diǎn)為高比功率(高于220Wkg)、長循環(huán)壽命(直至200()次循環(huán))、電氣和機(jī)械上使用不當(dāng)時(shí)的高耐受度、遍及放電電流廣范圍的電壓降都較小、快速充電能力(在18 min內(nèi),可充電至約40%一80%容量)、廣范圍的工作溫度(- 40一85C )、低自放電率(0.5%天)以及由于可忽略的腐蝕性和多種尺寸設(shè)計(jì)的有效性,它還具有優(yōu)異的長期儲(chǔ)存的能力。但是,鎳一福蓄電池存在一些缺點(diǎn)高初始成本、相對(duì)低的單體蓄電池電壓以及錫的致癌性和危害環(huán)境的作用。
鎳一錫蓄電池通??煞譃閮蓚€(gè)主要的類型排氣型和密封型。排氣型可由許多種可選方案組成。排氣型燒結(jié)的極板是最近期的開發(fā)成果,具有高比能量,但更昂貴。它有呈平坦的放電電壓曲線,以及占優(yōu)的高放電率和低溫性能。密封型鎳-0蓄電池引人了特殊的單體蓄電池設(shè)計(jì)特點(diǎn),以防止過充電期間由氣體生成所導(dǎo)致的單體蓄電池內(nèi)壓力的增加。因而這類蓄電池不需要維護(hù)。
應(yīng)用于電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車配置的鎳一鍋蓄電池主要制造廠為SAFT和VARTA。近年由鎳一鎬蓄電池裝備的電動(dòng)汽車已有克萊斯勒TE Van, CitroenAX、馬自達(dá)雙門篷車、三菱EV, Peugeot 106和Renault Clio。
















