什么是燃料電池？氫燃料電池的特點(diǎn)有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-21 20:21
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和普通化學(xué)電池相比，燃料電池可以補(bǔ)充燃料，通常是補(bǔ)充氫氣。一些燃料電池能使用甲烷和汽油作為燃料，但通常是限制在電廠和叉車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域使用。氫燃料電池基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極，氫通過(guò)陽(yáng)極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過(guò)外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
氫燃料電池的工作原理是：將氫氣送到燃料電池的陽(yáng)極板（負(fù)極），經(jīng)過(guò)催化劑（鉑）的作用，氫原子中的一個(gè)電子被分離出來(lái)，失去電子的氫離子（質(zhì)子）穿過(guò)質(zhì)子交換膜，到達(dá)燃料電池陰極板（正極），而電子是不能通過(guò)質(zhì)子交換膜的，這個(gè)電子，只能經(jīng)外部電路，到達(dá)燃料電池陰極板，從而在外電路中產(chǎn)生電流。
電子到達(dá)陰極板后，與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。由于供應(yīng)給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽(yáng)極板供應(yīng)氫，給陰極板供應(yīng)空氣，并及時(shí)把水蒸氣帶走，就可以不斷地提供電能。
燃料電池發(fā)出的電，經(jīng)逆變器、控制器等裝置，給電動(dòng)機(jī)供電，再經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)橋等帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，就可使車(chē)輛在路上行駛。與傳統(tǒng)汽車(chē)相比，燃料電池車(chē)能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)60~80%，為內(nèi)燃機(jī)的2～3倍。
燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水，它本身工作不產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳，也沒(méi)有硫和微粒排出。因此，氫燃料電池汽車(chē)是真正意義上的零排放、零污染的車(chē)，氫燃料是完美的汽車(chē)能源！
1、無(wú)污染：燃料電池對(duì)環(huán)境無(wú)污染。它是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)，而不是采用燃燒（汽、柴油）或儲(chǔ)能（蓄電池）方式－－最典型的傳統(tǒng)后備電源方案。燃燒會(huì)釋放象COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只會(huì)產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過(guò)可再生能源產(chǎn)生的，整個(gè)循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過(guò)程。
2、無(wú)噪聲：燃料電池運(yùn)行安靜，噪聲大約只有55dB，相當(dāng)于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內(nèi)安裝，或是在室外對(duì)噪聲有限制的地方。
3、高效率：燃料電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上，這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，不需要經(jīng)過(guò)熱能和機(jī)械能（發(fā)電機(jī)）的中間變換。
4、氫燃料電池車(chē)的優(yōu)勢(shì)毋庸置疑，劣勢(shì)也是顯而易見(jiàn)。隨著科技的進(jìn)步，曾經(jīng)困擾氫燃料電池發(fā)展的諸如安全性、氫燃料的貯存技術(shù)等問(wèn)題已經(jīng)逐步攻克并不斷完善，然而成本問(wèn)題依然是阻礙氫燃料電池車(chē)發(fā)展的最大瓶頸。
氫燃料電池的成本是普通汽油機(jī)的100倍，這個(gè)價(jià)格是市場(chǎng)所難以承受的。另外加氫站的背后，是一整套氫能源生產(chǎn)和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)作為支撐，而世界上絕大多數(shù)國(guó)家沒(méi)有意愿和空間去大力發(fā)展一種不常用能源的體系化。
尤其氫能源的轉(zhuǎn)化率較低，且在能源生產(chǎn)中會(huì)造成污染。另一方面是加氫站本身的建設(shè)要求與成本極高，需要專(zhuān)門(mén)的低溫設(shè)備來(lái)滿足能源存儲(chǔ)需要。目前只有日本、韓國(guó)和美國(guó)加州有較多的加氫站，而這個(gè)較多其實(shí)也就是幾十所左右。
進(jìn)入2017，原本有些沉寂的燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)仿佛突然有了一些回暖。
一方面是一直被寄予厚望的純電動(dòng)車(chē)電池技術(shù)升級(jí)連續(xù)遇到了瓶頸。而行駛里程太短和充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)這兩大因素依舊制約著新能源汽車(chē)的前景。
另一方面，是燃料電池汽車(chē)在多個(gè)領(lǐng)域的性?xún)r(jià)比正在不斷提升。
原本高昂的燃料電池汽車(chē)生產(chǎn)成本正在經(jīng)歷快速下降。相比于處在競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)的中高檔純電動(dòng)車(chē)，5分鐘充滿燃料的體驗(yàn)和500km以上的里程當(dāng)然更具誘惑力。
