氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置,。其基本原理是電解水的逆反應(yīng),,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,,放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極,。
氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)
氫燃料電池具有哪些優(yōu)點(diǎn)
氫燃料電池對環(huán)境無污染。它是通過電化學(xué)反應(yīng),,而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲能(蓄電池)方式--最典型的傳統(tǒng)后備電源方案,。燃燒會釋放像COx,、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物,。如上所述,,燃料電池只會產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的(光伏電池板,、風(fēng)能發(fā)電等),,整個(gè)循環(huán)就是*的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過程。
02 無噪
氫燃料電池運(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,,或是在室外對噪聲有限制的地方,。
03 效率高
氫燃料電池的發(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)過熱能和機(jī)械能(發(fā)電機(jī))的中間變換。
航天領(lǐng)域
20世紀(jì)60年代,,氫燃料電池就已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天領(lǐng)域,。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置,。進(jìn)入70年代以后,,隨著人們不斷地掌握多種制氫技術(shù),很快,,氫燃料電池就被運(yùn)用于發(fā)電和汽車,。
大型電站,無論是水電,、火電或核電,,都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng),由電網(wǎng)輸送給用戶,。但由于各用電戶的負(fù)荷不同,,電網(wǎng)有時(shí)呈現(xiàn)為高峰,,有時(shí)則呈現(xiàn)為低谷,這就會導(dǎo)致停電或電壓不穩(wěn),。另外,,傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的燃燒能量大約有70%要消耗在鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)這些龐大的設(shè)備上,燃燒時(shí)還會消耗大量的能源和排放大量的有害物質(zhì),。而使用氫燃料電池發(fā)電,,是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能,不需要進(jìn)行燃燒,,能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)60%~80%,,而且污染少、噪音小,,裝置可大可小,,非常靈活。
汽車應(yīng)用
氫燃料電池車的工作原理是:將氫氣送到燃料電池的陽極板(負(fù)極),,經(jīng)過催化劑(鉑)的作用,,氫原子中的一個(gè)電子被分離出來,失去電子的氫離子(質(zhì)子)穿過質(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,。質(zhì)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,給電動機(jī)供電,,再經(jīng)傳動系統(tǒng),、驅(qū)動橋等帶動車輪轉(zhuǎn)動,就可使車輛在路上行駛,。與傳統(tǒng)汽車相比,,燃料電池車能量轉(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,也沒有硫和微粒排出,。因此,,氫燃料電池汽車是真正意義上的*、*的車,,氫燃料是環(huán)保型的汽車能源,!