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[导读]随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如燃料电池。

随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如燃料电池。

燃料电池利用电池的负极侧的氢电极(燃料极)来输入氢,正极侧的氧化电极(空气或氧气)来输入空气或氧气。在正极和负极之间没有电解质,并且电解质将两个电极分开。根据燃料电池的不同类型,使用了不同的电解质,包括酸性,碱性,熔融盐或固体电解质。在燃料电池中,燃料和氧化剂用作催化剂。在能量转换过程中,通过电化学反应生成电和水(H2O)。因此,不会产生氮氧化物(NOX)和碳氢化合物(HC)。大气环境导致污染性气体排放。

燃料电池的发电不受卡诺循环的限制。从理论上讲,其发电效率可以达到85%至90%,但是由于运行过程中各种极化的限制,燃料电池的当前能量转换效率约为40%至60%。如果实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%。快速的负载响应和高运行质量。可以在几秒钟内将燃料电池从最低功率转换为额定功率,并且发电厂可以非常靠近负载,从而改善了区域频率燃料电池的主频率偏差和电压波动,减少了现有的容量变电站设备和电流载波的数量减少了输变电线路的投资和线路损耗。

内燃机排放的废气中的有害气体和对环境的污染是内燃机车辆的致命缺点。尽管采取了各种内部和外部技术措施,但只能达到“低污染”的水平。汽车的数量巨大,甚至“低污染”也对全球环境产生巨大影响。使用氢作为燃料的燃料电池发动机主要产生水,这是“零污染”。使用碳氢化合物作为燃料的燃料电池发动机主要产生水,二氧化碳和一氧化碳,这是“超低污染”。在对地球环境保护和寻找新能源的要求之外,燃料电池发动机是理想的动力装置,并且可能逐渐取代石油成为车辆的主要能源。

燃料电池是一种能量转换装置,在工作时必须有能量(燃料)输入,才能产出电能。普通蓄电池是一种能量储存装置,必须先将电能储存到电池中,在工作时只能输出电能,在工作时不需要输入能量,也不产生电能,这是燃料电池与普通电池本质的区别。

液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍,直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池(能量密度最高的充电电池)高10倍以上。目前,燃料电池的实际比能量尽管只有理论值的10%,但仍比一般电池的实际比能量高很多。

目前,不论是液态氢、气态氢、储氢金属储存的氢,还有碳水化合物经过重整后转换的氢是燃料电池的唯一燃料。氢气的产生、储存、保管、运输和灌装或重整,都比较复杂,对安全性要求很高。但燃料种类的单一性,可以建立标准化、统一的供给系统。

一旦燃料电池的技术性能确定后,其所能够产生的电能只和燃料的供应有关,只要供给燃料就可以产生电能,其放电特性是连续进行的。普通蓄电池的技术性能确定后,只能在其额定范围内输出电能,而且必须是重复充电后才可能重复使用,其放电特性是间断进行的。

燃料电池的单电池可产生的电压约为1V,不同类型的燃料电池的单电池可产生的电压略有不同。 通常,根据电压和电流的要求,将多个单电池组合成燃料电池发动机组。 在组合过程中,必须严格密封单电池之间的电极连接,因为密封不良的燃料电池会产生氢气。 泄漏到燃料电池的外部会降低氢气的利用率,并严重影响燃料电池发动机的效率。 它还可能导致氢气燃烧事故。 由于严格的密封要求,燃料电池发动机的制造过程非常复杂,并且给使用和维护带来许多困难。

在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

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