氢燃料电池汽车由电动机驱动,因此被归类为电动汽车。常见的缩写是 FCEV,是“Fuel Cell Electric Vehicle”的缩写,与 BEV 或“Battery Electric Vehicle”形成对比。氢燃料电池汽车与电动汽车不同,其自己发电不从外部电源充电的内置电池发电,而是拥有自己的高效动力装置——燃料电池。在 FCEV 的燃料电池中,氢气和氧气产生电能并将能量引导至电动机中进而产生动能,这个过程发生了反向电解,其中氢与燃料电池中的氧发生反应。氢气来自 FCEV 内置的一个或多个储罐,而氧气则来自环境空气。这种反应的一结果是电能、热量和水,它们通过废气以水蒸气的形式排放。氢能技术的市场规模预计将在未来几十年内有大幅增长的趋势。青岛燃料电池发动机系统解决方案
氧气供给系统,作用是提供反应所需的氧,可以是纯氧,也可以用空气。氧气供给系统可以用马达驱动的送风机或者空气压缩机,也可以用回收排出余气的透平机或压缩机的加压装置。水管理系统,可以将阴极生成的水及时带走,以免造成燃料电池失效。对于质子交换膜燃料电池,质子是以水合离子状态进行传导的,需要有水参与,而且水少了还会影响电解质膜的质子传导特性,进而影响电池的性能。热管理系统,作用是将电池产生的热量带走,避免因温度过高而烧坏电解质膜。燃料电池是有工作温度限制的。外电路接通形成电流时,燃料电池会因内电阻上的功率损耗而发热(发热量与输出的发电量大体相当)。热管理系统中还包括泵(或风机)、流量计、阀门等部件。常用的传热介质是水和空气。吉林氢能技术服务多少钱利用可再生能源制氢可以促进氢能技术的可持续发展。
燃料电池电动汽车的动力系统由燃料电池发动机(发电系统)、辅助动力源、DC/DC变换器、DC/AC逆变器和驱动电动机及各相应的控制器,机械传动与车辆行驶机构等组成。燃料电池的反应机理是将燃料中的化学能不经过燃烧直接转化为电能,即通过电化学反应将化学能转化为电能,实际上就是电解水的逆过程,通过氢氧的化学反应生成水并释放电能。电化学反应所需的还原剂一般采用氢气,氧化剂则采用氧气,因此较早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料,氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。燃料电池的反应不经过热机过程,因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制,能量转化效率高;它的排放主要是水非常清洁,不产生任何有害物质。因此,燃料电池技术的研究和开发备受各国相关单位与大公司的重视,被认为是21世纪的洁净、高效的发电技术之一。
燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。燃料电池电堆是发动机系统的关键部件,是燃料电池发动机的动力来源,对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆的主要材料包括膜电极、双极板、端板等,其中膜电极是燃料电池电堆的关键部件,对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响,膜电极又可以分为催化剂、扩散层、质子交换膜等。随着终端领域的推广,电堆产业发展快速。膜电极、双极板、质子交换膜虽然生产规模较小,但已有国产化能力。从国市场格局来看,行业目前属于寡头竞争,CR5占比50%。氢燃料电池车是可持续交通的重要组成部分。
而燃料电池是将“燃料”和“氧气”进行“电化学反应”将化学能先转化为电能,再通过电能驱动车辆。同样都是利用“燃料”和“氧化剂”进行反应但两者有着本质的区别,在内燃机的燃烧反应中电子的运动是无序的,大量的化学能被转化为热能消耗掉了(内燃机的效率约25%)。而在燃料电池的电化学反应中电子是有序移动的(燃料电池的效率可达60%以上),后者的能量利用率更高。自古以来人类利用能源始终是从无序到有序,从不可控到可控的过程,所以若从宏观的角度思考燃料电池代替内燃机应该是一种趋势。除了广为人知的氢以外,甲醇、天然气、煤气都可以成为燃料电池所需的“燃料”,但氢燃料能量密度高、排放清洁性好,依然是较主要的发展方向。氢气发电的效率高、排放少、无噪音等特点,可以被普遍应用。宁波氢能源实训室建设排行榜
氢能技术的发展还需要解决一些技术难题,如储氢和运输问题等。青岛燃料电池发动机系统解决方案
燃料电池是一种能量转化装置,它是按电化学原理,即原电池工作原理,等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子,电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路,产生电流。同时,由于本身的电化学反应以及电池的内阻,燃料电池还会产生一定的热量。电池的阴、阳两极除传导电子外,也作为氧化还原反应的催化剂。青岛燃料电池发动机系统解决方案