氢气在一定的压力和温度下呈液态,常压时液态氢的密度是气态氢的 845 倍,占体积小。液氢的体积能量密度高,其单位热值约为汽油的 3 倍。与金属氢化物储存等其它方法相比,液氢储存时自身的质量较轻。液氢的添加和计量与传统液态燃料相似,液氢的这些特点有利于车用燃料的储存要求。但是,液氢对储存容器的绝热和安全性设计要求很高。液氢与环境温度相差很大,蒸发损失及将气态氢经高压低温变成液态氢损失使氢液的成本较大,难于大量建立供给站及在民用车辆上应用。所谓金属氢化物储氢,是先将特殊金属与氢反应生成金属氢化物,使用时再加热金属氢化物释放氢供作燃料。研究应用的储氢金属或合金主要有钛系、稀土系、镁系等。氢气在未来的能源结构中具有重要的战略地位,将推动可持续发展的实现。苏州氢能技术服务咨询
除电堆以外,燃料电池发动机还需要一系列辅助系统才能实现其功能。其中控制系统通过高精度调节反应气体的压力及流量等使得电堆中的反应始终维持在输出功率、温度、湿度均合适的水平,保证发动机稳定可靠工作;氢气和空气供给系统是为电堆提供合适压力、温度、湿度、流量的氢气与空气;水热管理系统用于保持燃料电池内部水平衡和热平衡。此外,燃料电池发动机系统配备由车载高压储氢瓶和配套阀件组成的车载氢系统用于储存燃料,以及用于实现燃料电池与整车高压之间解耦的DC/DC变换器。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,氢能将成为中国能源体系重要组成部分,2050年能源体系中占比约10%,氢气需求量达6000万吨,加氢站10000座以上,氢燃料汽车产量达500万辆/年,行业发展前景广阔。杭州燃料电池发动机系统购买氢能技术的推广需要大规模的投资和政策支持,以促进其发展和普及。
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。
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。燃料电池电堆是发动机系统的关键部件,是燃料电池发动机的动力来源,对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆的主要材料包括膜电极、双极板、端板等,其中膜电极是燃料电池电堆的关键部件,对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响,膜电极又可以分为催化剂、扩散层、质子交换膜等。随着终端领域的推广,电堆产业发展快速。膜电极、双极板、质子交换膜虽然生产规模较小,但已有国产化能力。从国市场格局来看,行业目前属于寡头竞争,CR5占比50%。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。
实际应用较多的氢燃料发动机,是将氢与汽化的汽油或柴油混合后再燃用,氢在混合燃料中占30%∼85%。汽油箱中的汽油通过化油器向发动机提供,在不使用氢燃料时与传统燃料系统相同。附加的氢燃料供给系统由甲醇容器、氢发生器、控制阀、压力表等组成,氢发生器串接在排气管上。甲醇容器中的甲醇进入氢发生器之后,在废气余热和催化剂作用下裂解生成氢。在发动机汽缸真空度作用下,生成的氢被吸入化油器与汽油混合,混合燃料的浓度可通过化汽器各个阀控制。国内氢发生器所用的催化剂一般含有镍、铂钯、钾和铝等元素,发动机排气管中的废气余热为 300℃~780℃。对 492QA2 汽油机作台架及道路试验表明,发动机使用掺氢汽油后在燃油经济性和废气排放方面有明显改善,而动力性与燃用纯汽油时基本相同。表 1 是一些汽油发动机使用不同燃料时的怠速排放对比。氢气作为一种高效清洁的能源形式,可以促进全球能源变革。苏州燃料电池整车动力系统公司电话
氢能技术的发展需要产业链上下游的协同配合,形成完整的产业生态。苏州氢能技术服务咨询
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。苏州氢能技术服务咨询