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什么是燃料電池汽車

2023-04-14 15:05:58 作者:蔡金盛
燃料電池汽車(?FCV)是一種用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經(jīng)重整所得到的高含氫重整氣。與通常的電動汽車比較,?其動力方面的不同在于FCV 用的電力來自車載燃料電池裝置,?電動汽車所用的電力來自由電網(wǎng)充電的蓄電池。因此,?FCV 的關(guān)鍵是燃料電池。

燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝Оl(fā)電裝置。發(fā)電的基本原理是:?電池的陽極(?燃料極)?輸入氫氣(?燃料)?, 氫分子(?H2)在陽極催化劑作用下被離解成為氫離子(?H+ )?和電子(?e-), H+ 穿過燃料電池的電解質(zhì)層向陰極(?氧化極)?方向運(yùn)動,?e-因通不過電解質(zhì)層而由一個外部電路流向陰極;?在電池陰極輸入氧氣(?O2), 氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子(?O), 與通過外部電路流向陰極的e-和燃料穿過電解質(zhì)的H+ 結(jié)合生成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的水(?H2O), 完成電化學(xué)反應(yīng)放出熱量。這種電化學(xué)反應(yīng)與氫氣在氧氣中發(fā)生的劇烈燃燒反應(yīng)是完全不同的,?只要陽極不斷輸入氫氣,?陰極不斷輸入氧氣,?電化學(xué)反應(yīng)就會連續(xù)不斷地進(jìn)行下去,?e-就會不斷通過外部電路流動形成電流,?從而連續(xù)不斷地向汽車提供電力。與傳統(tǒng)的導(dǎo)電體切割磁力線的回轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)電原理也完全不同,?這種電化學(xué)反應(yīng)屬于一種沒有物體運(yùn)動就獲得電力的靜態(tài)發(fā)電方式。因而,?燃料電池具有效率高、噪音低、無污染物排出等優(yōu)點(diǎn),?這確保了FCV 成為真正意義上的高效、清潔汽車。

為滿足汽車的使用要求,?車用燃料電池還必須具有高比能量、低工作溫度、起動快、無泄漏等特性,在眾多類型的燃料電池中,?質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)完全具備這些特性,?所以FCV 所使用的燃料電池都是PEMFC。

工作原理:

燃料電池汽車的工作原理是,作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中,與大氣中的氧氣發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生出電能來帶動電動機(jī)工作,由電動機(jī)帶動汽車中的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu),進(jìn)而帶動汽車的前橋(或后橋)等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)工作,從而驅(qū)動電動汽車前進(jìn)。

7核心部件燃料電池。燃料電池的反應(yīng)結(jié)果會產(chǎn)生極少的二氧化碳和氮氧化物,副產(chǎn)品主要產(chǎn)生水,因此被稱為綠色新型環(huán)保汽車。燃料電池汽車是電動汽車的一種,其核心部件燃料電池。通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用,而不是經(jīng)過燃燒,直接變成電能動力。

燃料電池汽車的氫燃料能通過幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料,另外一些車輛有可能裝有燃料重整器,能將烴類燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體。單個的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組,以便獲得必需的動力,滿足車輛使用的要求。圖2 為燃料電池汽車的燃料電池本體示意圖。

燃料電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn):

1、零排放或近似零排放。

2、減少了機(jī)油泄漏帶來的水污染。

3、降低了溫室氣體的排放。

4、提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。

5、提高了發(fā)動機(jī)燃燒效率。

6、運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲。

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