湖南氢能源实训室建设厂

氢燃料电池发动机是一种将氢气和氧气通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，主要由燃料电池电堆、氢气供给循环系统、空气供给系统、水热管理系统、电控系统和数据采集系统等组成。氢燃料电池发动机工作过程中不涉及燃烧，无机械损耗，能量转化率高，产物只为电、热和水，被称为“环保发动机”。燃料电池发动机系统：氢燃料电池汽车的关键为燃料电池发动机系统，关系着整车运行的安全性，对燃料电池汽车是否具备成熟、可靠的性能表现具有重要影响。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。氢气发电和热能利用可以大幅降低能源消耗和环境污染。湖南氢能源实训室建设厂

工作环境温度范围：该指标是指燃料电池发动机可以非失效工作的环境温度范围｡环境温度主要对燃料电池发动机散热､进气温度等有很大影响｡工作海拔范围：该指标是指燃料电池发动机可以正常工作的海拔范围｡海拔影响进气压力,越高往往越会导致功率下降｡存储温度范围：燃料电池发动机在存储期间可能会经历诸如冻结/解冻循环,导致性能衰退,因此存储温度范围也体现了其对环境的适应性｡可靠性是指燃料电池发动机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力,主要反映了燃料电池发动机持续稳定､正确工作的特性｡燃料电池发动机的可靠性在很大程度上决定了燃料电池汽车整车的可靠性｡这里主要参考传统发动机的可靠性评价指标｡机械标准中给出的评定指标是平均初次故障时间､平均故障间隔时间､当量故障率及由此得到的综合评定分数｡国家标准中规定要评定故障停车次数､初次故障的时间及平均故障时间｡宁波燃料电池整车动力系统哪家便宜氢能技术与传统的化石燃料使用不同，其排放的废气只为水蒸气。

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。

常见的氢燃料电池有PEMFC（质子交换膜燃料电池）和SOFC（固态氧化物燃料电池)两类。由于SOFC属于高温燃料电池，需要在500℃以上的温度工作，并随之带来启动时间长，部件寿命短的问题，因此不太适宜应用于普通的汽车产品上。目前绝大多数情况下，提到的燃料电池汽车指的是采用了PEMFC技术（工作温度约70℃）的车型。虽然燃料电池被给予了厚望，但从目前的情况看燃料电池在性能、寿命、成本以及基础设施成熟度上都存在着不小的瓶颈，分别导致了“不好用”、“不耐用”、“用不起”、“用不了”的问题。加氢站的建设成本非常高，一个站点预计需要投入500万以上，投资回收期很长。短期内增多加氢站数量也是较为困难的。氢气充电站建设是氢能技术推广的重要环节。

氢燃料电池车，就是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机，由电动机驱动的车辆。氢燃料电池车通过化学作用发电产生电能，更像是一个“发电厂”。氢燃料电池车是以氢燃料电池产生的电能为电动机供电，以电动机做的功作为动力的。燃料电池工作电压迅速升高时，碳载体表面的铂催化剂会发生溶解，当工作电压降低时铂催化剂又会沉积下来，反复的电压波动带来催化剂的团聚，造成燃料电池催化剂活性表面积的下降，从而造成性能的下降。希望燃料电池的工作状态是在较高效率点附近。如下图所示，我们从氢气发电效率的角度看，希望至少是在40%以上的区域去利用，否则发电效率低。利用氢气代替传统燃料在环境和能源方面都是一个重要的趋势。湖南氢能源实训室建设厂

氢能技术的应用还需要考虑成本和效率等问题。湖南氢能源实训室建设厂

燃料电池主要分为六大子系统，其中燃料电池堆是整个系统的电化学反应场所，其他子系统相互协调确保为电堆电化学反应能够正常、高效、可靠的工作。1.电堆，电堆作为氢燃料电池发动机的关键部件，氢气与氧气发生化学反应产生电能的场所。电堆由双极板和膜电极两大部分组成，催化剂、质子交换膜和碳布/碳纸构成了膜电极。2.氢气供给循环系统。氢气供给循环系统是由减压阀、电磁阀和氢气回流泵、氢气浓度传感器及管路组成。来自气瓶中的高压氢气经过减压阀使得氢气压力降低，通过电磁阀控制氢气进入电堆，氢气回流泵将电堆反应后剩余的氢气回收重新输入电堆中，提高氢气能源利用率。湖南氢能源实训室建设厂