燃料电池简介
燃料电池是将氢和氧结合在一起,产生水和热量,在不燃烧的情况下产生电力的电化学机制。单个电池产生的电压通常相当小(< 1伏),因此许多电池串联起来以产生有用的电压。氢燃料电池使全球看待、生产和利用能源的方式现代化是可行的。到目前为止,氢已经被用于为美国宇航局的太空项目提供动力、手机等。
在室温下,氢是:
·最简单、最丰富的成分
·比空气轻
·无色
·无臭
·无害的
·每重量比任何其他能量介质额外的能量。
·比目前交通运输中使用的燃料更熟练
·氢的唯一副产品燃料电池水蒸气、电力和热量转化为零碳排放了吗
从生态的角度来看,燃料电池确实很有吸引力。
氢燃料和空气中含有氧气,当它们来的时候就会发生反应使它们与多孔膜(电解质)接触,从而分裂它们。这个反应的结果是电子和离子通过电解质从阳极传输到阴极。如果将外部负载固定在这种结构上,就会形成一个完整的电路,并从电流流中产生电压。
燃料电池vs.电池
两者的基本操作原理非常相似,但有许多内在的差异。
氢燃料细胞 | 原电池(电池) |
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燃料电池Vs.内燃机
相似之处 | 差异 |
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燃料电池: |
·输出为电气功。
·燃料和氧化剂发生电化学反应。
·产生的污染适中至零。
智能卡引擎:
·输出为机械的工作.
·使用化石燃料会产生相当大的污染。
氢燃料电池效率
·在重整炉中将甲醇转化为氢气,效率为40%
·80%的氢能转化为电能
·80%的逆变器/电机效率-将电能转换为机械能
·整体效率24-32%
汽车电源效率比较
技术 系统
效率燃料电池 24 - 32% 电池 26% 汽油发动机 20%
氢燃料Cell与电池类似因为它通过电化学反应产生电能。电池和氢燃料都有细胞交换化学能转化成电能,同时,它还会产生热量作为这个过程的副产品。然而,电池有一个封闭的电路,它在里面储存能量,一旦这个电路耗尽,电池就必须被处理掉,或者通过使用外部电源重新充电,以迫使电化学反应向相反的方向进行。
同样,燃料细胞利用外部传递的化学能它可以无限期地运行,以氢气瓶和氧气(通常是空气)为资源。氢的资源通常被称为燃料,这就是燃料电池的名字,尽管现在还没有燃烧发生了。氢的氧化作为一种替代,是通过电化学的方式进行的。在氧化过程中,氢原子与氧原子反应生成水;在这种方法中,电子被释放出来,以电流的形式流过外部电路。
燃料电池不同于小型设备只有几瓦的电力,而大型发电厂生产兆瓦。所有燃料电池是基于一个由固体或液体分割的两个电极的中央设计在它们之间携带带电粒子的电解质。通常使用催化剂来加速电极上的反应。燃料电池正常情况下根据他们使用的电解质的性质来分类。每一个类型需要特殊的材料和燃料并且适用于不同的应用场合。