一、燃料電池汽車的主要燃料是什么
燃料電池汽車最主要的燃料是氫氣。理論上,能燃燒產生能量的物質基本都能用做燃料電池汽車的燃料。在漫長的實驗和可行性(xing)研(yan)究中(zhong),大致以(yi)下物質是人們心目中(zhong)理想能用做燃料電池(chi)的燃料:有氫氣(H2)、甲醇(CH3OH)、汽(qi)油和(he)其他類(lei)型(xing)的碳氫化(hua)合物。
1、氫氣(H2)
氫氣(H2)是燃料電池最佳燃料,直接使用氫可以使燃料電池輔助系(xi)統大大簡(jian)化,效(xiao)率提高,排放(fang)為零。但目(mu)前氫的制取工藝(yi)較復雜,成本(ben)也較高,如(ru)果利(li)用以鹽為原(yuan)料制取氯堿時所產生的氫氣,可以降低費(fei)用。
2、甲醇(CH3OH)
甲醇是燃料電池的一種主要燃料,最常采用和最廉價的是用天然氣(qi)作(zuo)為原料來生產甲醇。天然(ran)氣(qi)的儲存、保管、充加、攜帶(dai)和運(yun)輸(shu)都很(hen)不方便,將其(qi)轉化(hua)為(wei)液體甲(jia)醇后,儲存、保管、充加、攜帶和運輸就(jiu)要比氫氣方便多了。甲醇(chun)的(de)能量密度(Wh/L)較(jiao)大,高(gao)純度的(de)甲醇(chun)具有(you)單一的(de)成分,可(ke)以在較(jiao)低的(de)溫(wen)度條件(jian)下進行重整(zheng),使重整(zheng)工藝(yi)簡化,從而簡(jian)化燃料處(chu)理的工藝和設備(bei)。但在輕(qing)型和微型FCEV上,由于目前重(zhong)整系統設(she)備體積和質量都(dou)很大,顯著地降低了采用燃料電池地可行性。
3、汽油
汽油作為汽車的燃料已有100多年歷史,但作為內燃機汽車的燃料,汽油熱量轉換為(wei)汽車驅動力的效(xiao)率(lv)僅為(wei)11%左右。如果將汽油重整為氫氣供燃料電池作為燃料,再經過傳動系統驅動FCEV,汽油熱量(liang)轉換為汽車驅動力的效率可以達到34%左右,幾乎超(chao)過三(san)倍。
4、其他種類的燃料
除常用的氫和甲醇燃料外,美國賓西法尼亞大學在試驗用甲醇以外的(de)碳氫化(hua)(hua)合物(甲烷等)作為(wei)燃(ran)料(liao)電(dian)池的(de)燃(ran)料(liao),但它們(men)在化(hua)(hua)學反應過(guo)程中容易在鎳正(zheng)極上產生積碳和一些聚(ju)合物。經過(guo)改用銅和陶瓷混合(he)物燒結的(de)正極(ji)后(hou)有效地解決了正極(ji)上(shang)產生積碳(tan)和一些聚合(he)物的(de)問(wen)題,使(shi)得(de)甲烷(wan)、乙烷(wan)、甲苯、丁烯(xi)、丁烷(wan)等碳氫(qing)化合物為燃(ran)料電(dian)池的(de)最佳燃(ran)料(liao)之一。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃(ran)料(liao)電(dian)池電(dian)動(dong)(dong)汽車的工作(zuo)原(yuan)理是(shi),作(zuo)為燃(ran)料(liao)的氫在(zai)汽車搭載的燃(ran)料(liao)電(dian)池中(zhong),與大氣中(zhong)的氧氣發生氧化還原(yuan)化學反(fan)應(ying),產生出電(dian)能來帶(dai)動(dong)(dong)電(dian)動(dong)(dong)機工作(zuo),由電(dian)動(dong)(dong)機帶(dai)動(dong)(dong)汽車中(zhong)的機械傳動(dong)(dong)結(jie)構(gou),進而帶(dai)動(dong)(dong)汽車的前橋(qiao)(或后橋(qiao))等行走機械結(jie)構(gou)工作(zuo),從而驅動(dong)(dong)電(dian)動(dong)(dong)汽車前進。
燃料(liao)電池(chi)汽車是電動汽車的一種,其核(he)心(xin)部件是燃料(liao)電池(chi)。燃(ran)料電池汽車是(shi)用燃料(liao)電(dian)池(chi)代(dai)替蓄電(dian)池(chi)產生(sheng)電(dian)能,從(cong)而供電(dian)給車上的電(dian)動機,使其運(yun)轉。燃料(liao)電(dian)池(chi)必(bi)須從(cong)電(dian)池(chi)外部(bu)源源不斷地向電(dian)池(chi)提供氫(qing)氣、甲(jia)醇、汽油、甲(jia)烷等作為燃料(liao)。燃料電池(chi)的反應結(jie)果會產生極少的二氧化碳和氮氧化物(wu),副產品主要產生水,因此(ci)被稱為綠色新型環保汽車。
燃料電池汽車的(de)氫(qing)燃料(liao)(liao)(liao)能通(tong)過幾(ji)種途(tu)徑得(de)到。有些車(che)輛(liang)直接攜帶著(zhu)純氫(qing)燃料(liao)(liao)(liao),另外一些車(che)輛(liang)有可(ke)能裝有燃料(liao)(liao)(liao)重整(zheng)器(qi),能將烴類燃料(liao)(liao)(liao)轉化為(wei)富氫(qing)氣(qi)體。單(dan)個(ge)的(de)燃料(liao)(liao)(liao)電池必(bi)須結合成燃料(liao)(liao)(liao)電池組,以便(bian)獲得(de)必(bi)需(xu)的(de)動(dong)力(li),滿足車(che)輛(liang)使用的(de)要求(qiu)。