燃料电池系统需要加湿反应气体,对于采用质子交换膜的燃料电池系统而言,气体反应物的相对湿度对膜的性能的影响是至关重要的。膜传输质子时需要质子以水合离子的形式存在,而干燥的膜不具备传导质子的能力。因此,对反应气体进行加湿以保证质子交换膜的湿润,是增加质子交换膜的质子传导能力不可缺少的方法。增加反应气体的相对湿度会提高质子交换膜的电导率,降低膜电阻,从而提高燃料电池系统的输出性能;但相对湿度过高也容易导致燃料电池堆内部发生水淹,从而影响其性能。现在燃料电池堆采用的加湿技术主要分为内部加湿、自加湿和外部加湿三种。内部加湿是利用燃料电池反应生成的水和水在质子交换膜内的传递特性,实现膜的自增湿;自加湿法是将催化铂金微粒子加入质子交换膜中,在燃料电池发电时,依靠膜内自动生成的水来增湿;外部加湿是在燃料电池之外加上一个部件,使水蒸气和反应气体同时进入电池组中。氢燃料电池技术可以提高汽车的能源利用效率。山东氢能源实训室建设企业
目前国内燃料电池系统的使用寿命一般在3000~5000小时左右,国外技术较为公司的产品可达10000小时左右。导致电堆寿命衰减主要由电堆老化、辅助系统因素、环境因素等方面引起。希望提升燃料电池整体寿命是一项系统工程。电堆老化包括:质子交换膜衰退、催化剂层衰退、碳基腐蚀、双极板退化等。辅助系统因素包括:空气压缩机滤油能力不佳、增湿器加湿能力不佳、热管理能力不佳等。环境因素包括:工作温度、气压条件、运行工况等。例如:燃料电池的输出功率主要由燃料供给速率决定,也就是氢气和氧气的供给能力。氢气由于存储于高压瓶内,本身处于高压状态,故可以实现高的供给效率,而空气需要由空气压缩机压缩加压再输入,在燃料电池的全生命周期里进风量可达50万m³以上,若空压机不具备良好的滤油能力,长期使用将有大量杂质损伤膜电极组件(MEA)。南京氢能源实训室建设咨询氢能技术的应用面普遍,不只可以用于交通运输,还能用于制造、能源等多个领域。
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。
燃料电池发动机构成及其子系统作用:水热管理系统,水热管理系统由水泵和水温传感器两大部件组成,和传统内燃机散热小循环系统类似。氢燃料电池发动机冷却液是由去离子水和乙二醇水溶液按照一定比例调和成的溶液。电控系统,氢燃料电池发动机的电控系统主要是由发动机控制器(FCU)及各种传感器构成。数据采集系统,数据采集系统主要是指数据采集器。通过数据采集系统,可以时刻监控氢燃料电池发动机运行的各种参数及状态,如发动机地理位置、运行状态、各项传感器参数等,对各项参数进行数据分析处理,并针对参数异常情况实时报警、记录。氢气是未来可持续能源的重要组成部分。
对于大多数不了解的消费者来说,燃料电池车听起来极其复杂和精密。然而,当燃料电池车被分解成各个模块时,它其实是非常简单的。正因为这种简单性,燃料电池技术已经被普遍应用于各种车型。与大部分现代化汽车一样,燃料电池车由四个基本模块组成:动力系统、底盘、汽车电子系统和车身。动力系统通过燃料电池系统和电动机为汽车提供动力。这种能量来源于氢,氢储存在车辆的压力罐中。燃料电池堆将这些能量转化为电能,并由电池作为辅助一同驱动电动机。这与纯电动车的原理没有太大不同,但是燃料电池车的电池容量要小得多。因为纯电动车的电池用于储存驱动汽车所需的全部能量,而燃料电池车只需使用电池来辅助稳定燃料电池的输出功率:在功率需求较低时吸收额外的电力,在功率需求大时释放电力。氢能技术的应用还需要考虑成本和效率等问题。辽宁氢能技术服务公司
氢气在绿色制造领域的应用也有着普遍的发展前景。山东氢能源实训室建设企业
燃料电池系统的主要研究热点包括:使用轻质材料,优化设计,提高燃料电池系统的比功率;提高PEMFC系统快速冷启动能力和动态响应性能;研究具有负荷跟随能力的燃料处理器;对电池或超级电容、氢气存储进行系统优化设计,提高系统的效率和调峰能力,回收制动能量等。 燃料电池系统除燃料电池本体(发电系统)外,还有一些周围装置,包括燃料重整供应系统、氧气供应系统、水管理系统、热管理系统、直流-交流逆变系统、控制系统、安全系统等。燃料重整供应系统,作用是将外部供给的燃料转化为以氢为主要成分的燃料。如果直接以氢气为燃料,供应系统可能比较简单。若使用天然气等气体碳氢化合物或者石油、甲醇等液体燃料,需要通过水蒸气重整等方法对燃料进行重整。而用煤炭作燃料时,则要先转换为以氢和一氧化碳为主要成分的气体燃料。用于实现这些转换的反应装置分别称为重整器、煤气化炉等。山东氢能源实训室建设企业