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      1. 氫能源汽車(chē)的工作原理

        2023-04-13 15:40:24 作者:蔡金盛
        氫能源汽車(chē)的工作原理:氫分子通過(guò)燃燒與氧分子結(jié)合產(chǎn)生熱能和水。氫燃料電池通過(guò)液態(tài)氫與空氣中的氧結(jié)合而發(fā)電,根據(jù)此原理而制成的氫燃料電池可以發(fā)電用來(lái)推動(dòng)汽車(chē),提供家庭或工業(yè)用電或作為手機(jī)電池。原理說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單,但具體分析的話就會(huì)發(fā)現(xiàn),其實(shí)提煉氫燃料的過(guò)程非常復(fù)雜,而且能耗也非常高。

        氫內(nèi)燃車(chē)和氫燃料電池車(chē)不同。氫內(nèi)燃車(chē)是傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機(jī)車(chē)的帶小量改動(dòng)的版本。氫內(nèi)燃直接燃燒氫,不使用其他燃料或產(chǎn)生水蒸氣排出。這些車(chē)的問(wèn)題是氫燃料很快耗盡。載滿氫氣的油缸只能行駛數(shù)英里,很快便沒(méi)能量。

        儲(chǔ)氫方法:

        傳統(tǒng)儲(chǔ)氫方法有兩種,一種方法是利用高壓鋼瓶(氫氣瓶)來(lái)儲(chǔ)存氫氣,但鋼瓶?jī)?chǔ)存氫氣的容積小,而且還有爆炸的危險(xiǎn);另一種方法是儲(chǔ)存液態(tài)氫,但液體儲(chǔ)存箱非常龐大,需要極好的絕熱裝置來(lái)隔熱。

        近年來(lái),一種新型簡(jiǎn)便的儲(chǔ)氫方法應(yīng)運(yùn)而生,即利用儲(chǔ)氫合金(金屬氫化物)來(lái)儲(chǔ)存氫氣。研究證明,在一定的溫度和壓力條件下,一些金屬能夠大量“吸收”氫氣,反應(yīng)生成金屬氫化物,同時(shí)放出熱量。其后,將這些金屬氫化物加熱,它們又會(huì)分解,將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來(lái)。這些會(huì)“吸收”氫氣的金屬,稱(chēng)為儲(chǔ)氫合金。

        其儲(chǔ)氫能力很強(qiáng)。單位體積儲(chǔ)氫的密度,是相同溫度、壓力條件下氣態(tài)氫的1000倍,也即相當(dāng)于儲(chǔ)存了1000個(gè)大氣壓的高壓氫氣。儲(chǔ)氫合金都是固體,需要用氫時(shí)通過(guò)加熱或減壓使儲(chǔ)存于其中的氫釋放出來(lái),因此是一種極其簡(jiǎn)便易行的理想儲(chǔ)氫方法。

        燃料電池現(xiàn)在可以使用的主要有這樣幾種:

        1、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)1980年研制成功,在650攝氏度下工作,把熔融碳酸鹽作為電解質(zhì),把送到正極的二氧化碳作為離子載體。不需要催化劑,而且可以使用天然氣等其他氣體燃料。但是啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。

        2、固體氧化物燃料電池(SOFC)1980年研制成功,電解質(zhì)為含有氧化鋯等成分的固體陶瓷材料。工作在800~1000攝氏度的高溫,離子可以通過(guò)陶瓷材料。不需要鉑等催化劑。也可以使用其他氣體燃料,啟動(dòng)時(shí)間也較長(zhǎng)。

        3、磷酸燃料電池(PAFC)1967年研制成功,工作溫度接近200度,需要催化劑,電解質(zhì)為磷酸水溶液,在飯店和醫(yī)院使用較多。

        4、固體高分子燃料電池(PEFC)目前投入研究力量最大的電池,電解質(zhì)為高分子樹(shù)脂薄膜,可以實(shí)現(xiàn)小型化。工作溫度在100度以下,但是需要催化劑。也可以使用甲醇。啟動(dòng)時(shí)間也最短。

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