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什么是燃料電池汽車

放大字體??縮小字體 發布日期:2011-09-23 11:26:03 ??來源:全球新能源網資訊??瀏覽次數:2585
核心提示: 燃料電池汽車是電動汽車的一種,其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用,而不是經過燃燒,直接變成電能或的。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物,因此燃料電池車輛是無污染汽車,燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2~3倍,因此從能源的利用和環境保護方面
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燃料電池汽車的工作原理是,使作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中,與大氣中的氧發生化學反應,從而產生出電能啟動電動機,進而驅動汽車。甲醇、天然氣和汽油也可以替代氫(從這些物質里間接地提取氫),不過將會產生極度少的二氧化碳和氮氧化物。但總的來說,這類化學反應除了電能就只產生水。因此燃料電池車被稱為“地道的環保車”。

燃料電池汽車示意圖
燃料電池汽車結構圖


        燃料電池汽車是電動汽車的一種,其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用,而不是經過燃燒,直接變成電能或的。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物,因此燃料電池車輛是無污染汽車,燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2~3倍,因此從能源的利用和環境保護方面,燃料電池汽車是一種理想的車輛。   燃料電池汽車的氫燃料能通過幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料,另外 燃料電池汽車發動機一些車輛有可能裝有燃料重整器,能將烴類燃料轉化為富氫氣體。單個的燃料電池必須結合成燃料電池組,以便獲得必需的動力,滿足車輛使用的要求。

        當前在可用于替代汽油和柴油發動機的技術中,最被看好的是燃料電池技術。燃料電池汽車具有安靜、高效和零污染(或低污染)排放的特點,同時續駛里程完全可以和內燃機汽車相媲美,具有結束內燃機汽車百年統治地位的潛力。但各國政府在對研發燃料電池技術上也存在分歧,在支持力度上也各不相同。

        在日本,日本經濟產業省前幾年就對燃料電池汽車開發與推廣制定了時間表,其戰略目標是:到 2010年,日本使用的燃料電池汽車達到 5萬輛;2020年達到500萬輛;到 2030年,要全面普及燃料電池汽車。近期,日本又計劃在 5 年內斥資 2090 億日元開發以天然氣為原料的液體合成燃料技術、車用電池,以及氫燃料電池科技。

         在美國,燃料電池電動車曾被美國前總統布什作為“氫經濟”論的“法寶”大肆宣傳,但2006年2月他已改變了腔調,承認燃料電池電動車“不是近期的解決方法,也不是中期的解決方法,而確實是遠期的方法”。在布什第二任總統任期的后3年里,“氫經濟”論在美國已氣息奄奄,燃料電池的研發重點已轉向了基礎性研究。2009年5月,美國政府正式宣布停止支持燃料電池電動車的研發。

         近幾年來,燃料電池技術已經取得了重大的進展。世界著名汽車制造廠,如戴姆勒-克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司已經宣布,計劃在2004年以前將燃料電池汽車投向市場。目前,燃料電池轎車的樣車正在進行試驗,以燃料電池為動力的運輸大客車在北美的幾個城市中正在進行示范項目。在開發燃料電池汽車中仍然存在著技術性挑戰,如燃料電池組的一體化,提高商業化電動汽車燃料處理器和輔助部汽車制造廠都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力,并已取得了顯著的進步。

        燃料電池汽車究竟是什么樣的汽車動力技術?為什么各國政府對其支持力度不一?燃料電池汽車是電動汽車的一種,其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用,而不是經過燃燒,直接變成電能或的。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物,因此燃料電池車輛是無污染汽車,燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2~3倍,因此從能源的利用和環境保護方面,燃料電池汽車是一種理想的車輛。

       燃料電池汽車的氫燃料能通過幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料,另外一些車輛有可能裝有燃料重整器,能將烴類燃料轉化為富氫氣體。而單個的燃料電池必須結合成燃料電池組,以便獲得必需的動力,滿足車輛使用的要求。

燃料電池的燃料的氫氣、甲醇和汽油三種。根據燃料電池的發電原理,氫氣是最理想的燃料。一是氫氣可以直接參與電化學反應;二是氫氣燃料電池的產物中只有潔凈的水蒸汽,對環境不會造成任何污染。要將氫氣作為燃料電池汽車的燃料,問題就遠非這么簡單了。以氫氣為燃料,必須解決以下兩個問題:一是如何經濟地獲取純氫天然氣等傳統的化石燃料,通過重整或改質技術轉化而來。這樣一來,氫作為二次能源,它的制取不僅要消耗大量的能量,而且并沒有從根本上擺脫對化石能的依賴,也沒有從根本上消除對環境的污染。自然界中,氫能大量存儲在水中,雖然取之不盡,但直接使用熱分解或是電解的辦法從水中制氫、顯然不劃算。因此多數科學家都將目光轉向了利用太陽能,但是目前還存在許多技術障礙。目前,他們正在進行太陽能分解水制氫。太陽能發電電解水制氫、陽光催化光解水制氫、太陽能生物制氫等方面的研究。只有到了能以再生性能源廉價地生產出氫燃料,氫燃料電池民汽車的燃料問題才算獲得了根本性解決。

  氫燃料電池汽車的應用面臨的第二個問題便是如何為燃料電池供應燃料。通常氫能以三種狀態存儲和運輸:高壓氣態、液態和氫化物形態。用常用的壓縮氣體罐貯存的氫,只能供燃料電池汽車行駛150km,這還不如目前最好的蓄電池驅動的汽車。由于氫氣是最小的分子,很容易造成泄漏。哪怕是微量的泄漏,都有可能造成極度為可怕的后果。而在零253℃的條件下貯存液氫的深度致冷技術對于大眾市場來說,目前還很不成熟。就全球來說,目前能夠加液氫的深度致冷技術對于大眾市場來說,目前還很不成熟。就全球來說,上前能夠加液氫的深度致冷技術對于大眾市場來說,目前還很不成熟。就全球來說,目前能夠加液氫的加氫站也沒有幾家。可喜的是,儲氫材料的開發憶取得令人鼓舞的進展。據報道,一種具有復雜的納米結構的石墨纖維,其單位重量可以吸收20%的氫氣。

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關鍵詞: 燃料電池汽車 燃料電池 電動汽車 氫燃料

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