什麼是燃料动力电池?

作者: | 发布日期: 2010 年 10 月 04 日 13:29 | 分类: 分析评论

燃料电池(Fuel Cell, FC)从1839年问世以来,已经经过了160多年的发展。直到20世纪60年代,燃料电池作为航空器的动力源,才得到了实际的应用。1993年加拿大的巴拉德公司证实了燃料电池汽车可以与燃油汽车等同的效能。而后的许多厂家都开始了燃料电池的研究。目前有5种燃料电池,由于质子交换膜燃料电池能在常温下工作,所以成为研究最为活跃,进展也最快的燃料电池,目前汽车上用的燃料电池多为质子交换膜燃料电池。

工作原理

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。燃料电池通常由三部分组成,即阳极(A)、阴极(C)和电解液(E),阳极为燃料电极,在催化剂作用下发生氧化反应并匯出电子到外电路。阴极在催化剂作用下发生还原反应,并从外电路接受电子。电解液用于传递燃料反应的离子和电子。

若电解质溶液是碱溶液:
负极反应式为:2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20
正极为:O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ

若电解质溶液是盐溶液:
负极反应式为:2H2-4eˉ=4H+(阳离子),
正极为:O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ

工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(空气,起作用的成分为氧气)。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上,空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。是水的电解反应的逆过程。

燃料电池的效能解析

燃料电池是一个能量生成装置,并且一直产生能量,直到燃料耗尽。它的优越性在于高效率的把燃料转化为电能,工作安静,以纯氢为燃料时可以实现零排放,燃料补充迅速,并且燃料容易获得。缺点是现在的应用技术还需要进一步的提高,还存在一定的安全问题和价格问题。

燃料电池的特点

1、能量转化效率高。

2、有害气体SOx、NOx及杂讯排放都很低。

3、燃料适用范围广。

4、积木化强 规模及装载地点灵活,燃料电池电站占地面积小,建设周期短,电站功率。

5、可根据需要由电池堆组装,十分方便。

6、负荷回应快,执行品质高

燃料电池的具体应用:

1、电动汽车,电动自行车,潜艇以及能源备用体系。

2、可携式装置的备用电源:手机,数码相机,笔记型电脑电脑等等。

燃料电池的发展前景

90年代以来燃料电池成为各个发达国家竞相开发的电动车电池。加拿大、美国、日本、德国等国家处于领先地位,其中以加拿大的巴拉德公司最为先进。燃料电池电动车是唯一能与燃油汽车相比的电动车,但仍面临着一家族无法克服的技术和市场化障碍,未来可能有一定的生存空间。

燃料电池汽车要达到商品化还要克服许多困难,高额的开发费用更是限制它发展的原因。但是在未来的5~10年内,燃料电池技术必将得到飞速的发展。

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