氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机就像纯电动车一样,因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。

 

氢燃料电池车主要由高压储气罐、氢燃料电池堆栈、燃料电池升压器、动力蓄电池组、驱动电动机和动力控制单元等组成。

 

氢燃料电池工作原理及应用优势

 

据最新统计迄今为止推出的燃料电池汽车中,压缩氢气最受关注。这主要是因为这种车型的燃料供给在技术性上最为简单可行。各公司出产的 FCV(燃料电池车)从续驶里程、最大时速,到燃油经济性,乃至储氢的压力等方面,都取得了较大进展。

 

日本、韩国和美国等发达国家都以大型燃料电池的开发作为重点研究项目,企业界也纷纷斥以巨资,从事燃料电池技术的研究与开发, 现在已取了许多重要成果,使得燃料电池取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。

 

氢燃料电池工作原理及应用优势

 

工作原理:

在燃料电池堆栈里,进行着氢与氧相结合的反应,其过程中存在电荷转移,从而产生电流。与此同时氢与氧化学反应后正好生成水。

 

燃料电池堆栈作为一个化学反应池,其最为关键的技术核心为“质子交换薄膜”。在这层薄膜的两侧紧贴着催化剂层,将氢气分解为带电离子状态,因为氢分子体积小,携带电子的氢可以透过薄膜的微小孔洞游离到对面去,但是在携带电子的氢穿越这层薄膜孔洞的过程中,电子被从分子上剥离,只留下带正电的氢质子通过薄膜到达另一端。氢质子被吸引到薄膜另一侧的电极与氧分子结合。

 

薄膜两侧的电极板将氢气拆分成氢离子正电和电子、将氧气拆分 成氧原子以捕获电子变为氧离子(负电),电子在电极板之间形成电流,2个氢离子和1个氧 离子结合成为水,水成为了该反应过程中的唯一“废料”。

 

从本质来讲整个运行过程就是发电过程。随着氧化反应的进行,电子不断发生转移就形成了驱动汽车所需的电流。

 

氢燃料电池工作原理及应用优势

氢燃料电池发动机,众宇

 

优势:

 

1.节能环保性能优越

纵观氢燃料电池整个运行过程中,除了消耗氧气和空气之外,没有其他的能源消耗,没有加油也没有充电,节能性能毋庸置疑。同时,氢燃料电池堆栈在生产电能的过程中只产生水,因此其最大的优势就是真正的实现了“零排放”目标。

 

2.燃料补充时间与燃油车相当

氢燃料电池车加注氢气的过程非常快速便捷,专用的加氢设备仅需3分钟即可充满氢原料,相对于纯电动车超长的充电等待时间而言,其优势是显而易见的。

 

3.性能叫板燃油车

奥迪A7Sportbackh-tronquattro作为一款氢燃料电池车,前后轴各配备了一台最大输出功率85Kw,最大扭矩270Nm的电动机,总功率达170Kw,更提供了高达540Nm的扭矩。该车0-100Km加速7.9秒,最高时速180Km/h,可与汽油车媲美。

 

氢燃料电池工作原理及应用优势

氢燃料电池电堆,重塑科技

 

应用:

氢燃料电池的优点是令人难以想象的 ,如果使纯氢气, 它的生产产物只有水, 无污染、无噪声 、效率高 、响应性好等。氢燃料电池不但在汽车上可作为汽车的绿色动力源,而且在工业上也可作为一个大型氢燃料发电站 , 前景是不言而喻的。

 

来源:网络

原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网):氢燃料电池工作原理及应用优势

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作者 li, meiyong

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