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浅析燃料电池

作者: | 发布日期: 2014 年 04 月 22 日 17:36 | 分类: 行业知识

燃料电池(Fuel cell)是一种主要透过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应,把燃料中的化学能转换成电能的电池。而最常见的燃料为氢,一些碳氢化合物例如天然气和醇如甲烷等有时亦会作燃料使用。燃料电池有别于原电池,因为需要穏定的氧和燃料来源,以确保其运作供电。此电池的优点是可以提供不间断的稳定电力,直至燃料耗尽。

1839年,英国物理学家威廉•葛洛夫制作了首个燃料电池。而首次燃料电池的应用就在美国国家航空航天局1960年代的太空任务当中,为探测器、人造卫星和太空舱提供电力。从此以后,燃料电池就开始被广泛使用在工业、住屋、交通等方面,作为基本或后备供电装置。

燃料电池原理

现今生活中存在多种燃料电池,但它们运作原理基本上大致相同,必定包含一个阳极,一个阴极以及电解质让电荷通过电池两极。电子由阳极传至阴极产生直流电,形成完整电路。各种燃料电池是基于使用不同的电解质以及电池大小而分类的,因此电池种类变得更多元化,用途亦更广泛。由于以个体燃料电池计,单一颗电池只能输出相对较小的电压,大约0.7V,所以燃料电池多以串连或一组的分式制造,以增加电压,配合应用需求。

另一方面,燃料电池产电后会产生水与热,基于不同的燃料使用,有可能产生极少量二氧化氮和其他物质,对环境的污染比原电池少,是一种绿色能源。燃料电池的能量效率通常为40-60%之间;如果废热被捕获使用,其热电联产的能量效率可高达85%。

燃料电池的市场正在增长,并且派克研究公司(Pike Research)估计,到2020年固定式燃料电池市场规模将达到50 GW。

燃料电池的应用

固定燃料电池被用于商业、 工业及住宅主要和备份能发电。燃料电池是作为动力源在远端位置,如航太器、 远端气象站、 大型公园、 通讯中心、 农村处地点,包括研究站和某些军事应用程式中非常重要。运行简单且轻量的氢-氧燃料电池系统,没有重大的部件需要移动。由于燃料电池没有移动部件,而且发电不涉及燃烧,在理想的情况他们可以实现起来,具 99.9999%的可靠性。相当于六年产电运行其当中有不多于一分钟的停机时间。因为燃料电池的电解槽系统本身,不存储燃料,而是依赖于外部存储单元,他们可以成功应用在大型能源存储中,设置农村地区是一个例子。

燃料电池的种类有:质子交换膜燃料电池、高温燃料电池、碱性燃料电池 (AFC)等。种主要燃料电池的比较

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