電動(dòng)汽車概論燃料電池汽車概論

第四章燃料電池汽車概論第四章燃料電池汽車概論一、燃料電池汽車的特點(diǎn)燃料電池汽車是電動(dòng)汽車的一種，其電池的能量是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過(guò)燃燒，直接變成電能的。燃料電池的化學(xué)反響過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無(wú)污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種抱負(fù)的車輛。燃料電池汽車的氫燃料能通過(guò)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(zhuǎn)化為富氫氣體。單個(gè)的燃料電池必需結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車輛使用的要求。與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、零排放或近似零排放。2、削減了機(jī)油泄露帶來(lái)的污染。3、降低了溫室氣體的排放。4、提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。5、提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率。6、運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪聲。二、燃料電池的工作原理與主要優(yōu)缺點(diǎn)1、燃料電池的工作原理2、燃料電池的主要優(yōu)點(diǎn)與存在的問(wèn)題：燃料電池的主要優(yōu)點(diǎn)：特有的燃料效率高、比能量大、比功率大、供電時(shí)間長(zhǎng)、使用NO2引起世界各國(guó)的留意。與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，氫燃料電池電動(dòng)汽車有99%，CO275%，電池能量轉(zhuǎn)2.5之后的汽車最正確動(dòng)力源之一。燃料電池目前存在的問(wèn)題：燃料電池技術(shù)雖已取得快速進(jìn)展，但要使其裝載使用到達(dá)規(guī)模，仍有一些難題需要解決：氫的制取、儲(chǔ)存及攜帶危急性大、本錢高、根底設(shè)施建設(shè)投資大等。當(dāng)前爭(zhēng)論和開(kāi)發(fā)工作的重點(diǎn)是降低本錢和開(kāi)發(fā)大規(guī)模制造工藝。FCEV為了保FCEV這就增大了直接供FCEV紛推出了通過(guò)燃料重整反響制取氫氣的技術(shù)，可使用多種碳?xì)淙剂?，目前，通過(guò)重整反響利用甲醇制取氫氣的技術(shù)已格外成熟，甲醇為液體燃料，攜帶便利，提高了燃料電池電動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。汽車將會(huì)得到廣泛使用。三.燃料電池的類型三.燃料電池的類型2按工作溫度分為：200℃)750℃)。按電解質(zhì)類型不同分，常有這幾種：堿性燃料電池(AFC)磷酸燃料電池(PAFC)(MCFC)(SOFC)(PEMFC)等。(PEMFC)(PEMFC)質(zhì)子交換膜產(chǎn)電池(PEMFC)承受可傳導(dǎo)離子的聚合膜作為電解質(zhì)，(SPFC)(SPEFC)。PEMFCPEMFC(Pt)為電極催化劑，純氫為燃料，空氣或氧為氧化劑。它的最大特點(diǎn)是可以在室溫條件下啟動(dòng)，工作溫度一般為劑。它的最大特點(diǎn)是可以在室溫條件下啟動(dòng)，工作溫度一般為23-100℃，無(wú)腐蝕問(wèn)題(純水體系)，電池壽命長(zhǎng)(1023-100℃，無(wú)腐蝕問(wèn)題(純水體系)，電池壽命長(zhǎng)(10200W/kg)200Wh/kg)。(1)PEMFCPEMFC的循環(huán)回路，濕度、溫度及壓力的監(jiān)控，產(chǎn)物水的輸出及熱交換裝置安全系統(tǒng)和功率調(diào)整系統(tǒng)。電池本體(或稱電池堆)由假設(shè)干個(gè)單體電池串聯(lián)、并聯(lián)或混合形式聯(lián)結(jié)而成；每個(gè)電池單體又由離子交換膜、電極(陽(yáng)極和陰極)和帶有氣流通道的集流板組成。氫氣和氧氣，并移走電池反響產(chǎn)物，同時(shí)起密封保護(hù)作用?，F(xiàn)在集流板的制造技術(shù)已經(jīng)很成熟，可以用周密銑床在石板上加工溝槽實(shí)現(xiàn)。在電池內(nèi)部，兩電極被電解質(zhì)分開(kāi)，集流板分別位于兩電極外側(cè)。電池工作時(shí)，燃料由陽(yáng)極集流板供給到陽(yáng)極，在陽(yáng)極發(fā)生氧化反響，并外電路獲得電子，發(fā)生復(fù)原反響；電子通過(guò)外電路由陽(yáng)極流向陰極，成閉合回路，完成化學(xué)能向電能的直接轉(zhuǎn)化。(2)PEMFC①PEMFC還分別通過(guò)陽(yáng)極和陰極使氧化劑和燃料分開(kāi)。PEMFC質(zhì)主體--離子交換膜(IEMPEMFCPEMFCIEM多孔性。聚合物電解質(zhì)膜片對(duì)質(zhì)子的傳導(dǎo)性與吸入的水量成正比，因此，PEMFC“濕化”，即聚合膜必需完全成為水合物，可以利用電化學(xué)反響產(chǎn)生的水和加濕的氣體燃料中的水分。聚合膜脫水會(huì)導(dǎo)致電阻大幅度上升。在電池的燃料側(cè)，必需保持高的局部水壓，由于每個(gè)離子從陽(yáng)極100℃解質(zhì)膜片有利于水從陰極向陽(yáng)極集中。離子交換膜〔IEM〕爭(zhēng)論主要面臨的問(wèn)題有：①膜的厚度設(shè)計(jì)時(shí)，假設(shè)厚度太厚，那么導(dǎo)致膜的電阻增大，從而降低膜的導(dǎo)電性能；太薄又IEM(150-200℃)，這樣的溫度COPEMFC的效率。PEMFC池是在低溫條件下工作的，因此，提高催化劑的活性，防止電極催化劑中毒很重要。早期的PEMFC2-4mg/cm21-2PEMFCH2200-250℃之間的溫度下進(jìn)展，而制CO，易引起鉑催化劑的中毒。假設(shè)CO2×10-5，那么燃料電池的效率與壽命都會(huì)降低。在酸性電解質(zhì)中，COH2CO子交換膜的性能。COCOCO2；另一種方法是使用合成催化劑，例如Ru/Pt合金，RuRuO2Ru(OH)2CO。此外，對(duì)于以甲醇為燃料的PEMFC氧化器，以便用數(shù)量得到準(zhǔn)確掌握的空氣來(lái)氧化CO，從而削減來(lái)自業(yè)來(lái)說(shuō)是可行的。PEMFCPEMFCPEMFC(42mg/cm2由于承受氣體-集中電極，在碳上涂混有聚四氯乙烯的鉑，使鉑的用量大大降低。目前，在PEMFC爭(zhēng)論工作主要是提高膜的使用效率，降低其本錢，提高其牢靠性。④關(guān)心系統(tǒng)。燃料電池的牢靠運(yùn)行，除需要上述一些關(guān)鍵系統(tǒng)外，尚制造難度較小，但也要考慮與其他系統(tǒng)的配套。從總體來(lái)看，PEMFC統(tǒng)，它不僅涉及到電化學(xué)反