燃料电池系统指用于车辆、游艇、航空航天及水下动力设备等作为驱动动力电源或辅助动力,通过电化学反应过程将反应物(燃料和氧化剂)的化学能转化为电能和热能的系统。燃料电池系统原理如图3-1所示,整个燃料电池系统由燃料电池堆、空气供应子系统、氢气供应子系统、水热管理子系统、控制子系统组成。燃料电池堆是整个系统电化学反应的场所,其他子系统主要是相互协调确保燃料电池堆的电化学反应能够正常、高效可靠地工作。燃料电池堆由多个单体电池、隔板、冷却板、进气歧管等构成,是把富氢气体和空气进行电化学反应生成直流电,并同时产生热、水等其他副产物的总成。燃料电池堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。将双极板与膜电极三合一组件 (MEA)交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成质子交换膜燃料电池堆。控制氢气制备成本是氢能技术推广的重要技术难题。江苏燃料电池发动机系统多少钱
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。吉林燃料电池整车动力系统厂商氢气可以在遥远的未来成为全球能源的主要组成部分。
湿膜加湿的过程是空气在与湿膜接触的过程中实现热质的交换。通过改进电池内部结构,使其不需要借助外部设备就能保持膜电极的适当湿度,维持燃料电池的性能。这种技术主要体现在以下两个方面:一是通过増强膜两侧水浓度梯度的方法来增强水由明极向阳极的扩散;二是自増湿电解质膜的研究,通常用在电解质膜内加入和SiO2顆粒的方法,其中起催化氢氧化合生成水的作用, SiO2起儲存水分的作用,在电池缺水时释放出水。通过调节气体流量、湿膜的大小和厚度以及水温来改变湿膜加湿器加湿量的大小,将满足燃料电池工作所需的具有定温度、湿度的气体送入燃料电池。
装备以质子交换膜为代替的氢燃料电池汽车主要优点很大程度要归功于燃料电池非常理想的工作原理。至少可以说,它在保持和扩大纯电动汽车优势的同时,又摈弃了后者固有的缺陷和不足。极好的环保性。我们就拿丰田MIRAI而言,在行驶过程中,只排放纯净水而没有其他任何有害物质,能不能喝我不知道,我不建议你喝;同时,这也符合大自然循环的规律。汽车运行工作的副产品—水,虽然以目前的状况看,汽车使用者还不能直接回收利用,但排入大自然总会还是要被循环利用的,或者再次电解制氢,或者养些花花草草。从能源的生命周期来看,如果汽车使用的氢燃料是来自工业废气等副产品以及通过可再生清洁能源而取制,那么车辆总的排放污染也是很低,很少的。 利用可再生能源制氢可以促进氢能技术的可持续发展。
用作发动机燃料的氢气,可通过甲醇重整等方法获得。液态的甲醇便于被汽车加灌和配带;甲醇能从许多种植物或化工废料中提取,易于燃料站的设立;这些都有利于氢燃料在传统发动机上的应用。上世纪90年代,国内外相继有汽车厂研制出 100%燃烧甲醇的发动机。但这类发动机还停留在实验室阶段,没有大范围推广。主要是由于甲醇的雾化条件、燃烧特性、储能密度等与传统燃料汽油、柴油不完全相同,相应对发动机构造要求也不同。各能源按照储能密度大小排序为:汽油 > 甲醇 > 氢燃料电池 > 锂系电池 > 传统 Pb 电池。汽油的发热量是34778 k J,其能量密度约 13073 Wh·kg,远大于其它能源。因此,以汽油为燃料的汽车连续行驶里程大、加速性能和爬坡性能好。在氢燃料中混合一定汽油(或柴油),可以充分利用汽油的高储能密度特性。氢气燃料电池汽车是未来汽车发展的一个重要方向。江苏燃料电池发动机系统多少钱
氢气燃料综合成本高,提高能源效率可以促进成本下降。江苏燃料电池发动机系统多少钱
作为能量转换装置的氢燃料电池根据电化学原理将储存在氢气和氧气中的化学能直接转化为电能。因此,其实际过程是氧化还原反应。氢燃料电池主要由4部分组成,即阴极、阳极、外部负载和电解质。氢气和氧气分别通过氢燃料电池的阳极流道和阴极流道进入电池内部,经过气体扩散后到达电极催化层。氢气在阳极上失去电子,电子通过外部负载流到阴极与氧气结合生成离子。氢燃料电池发动机系统组成:氢燃料电池系统由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统、电控系统组成。氢燃料电池的集成设计目标是将氢燃料电池零部件按照工作原理及设计要求,布置在氢燃料电池电堆周边合理的位置,通过支架、硅胶管和壳体机械结构将各个子系统零部件合理的连接起来,组成一个刚性整体,之后完成氢燃料电池发动机的集成。江苏燃料电池发动机系统多少钱