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(zai)漫長(chang)的實驗和可(ke)行性(xing)研究中(zhong),大(da)致以(yi)下(xia)物質(zhi)是(shi)人(ren)們心目中(zhong)理想能(neng)用做(zuo)燃料(liao)電池的燃料(liao):有氫氣(qi)(H2)、甲醇(chun)(CH3OH)、汽油和其(qi)他(ta)類型的碳氫化合物。
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統大大簡(jian)化,效率提高,排放(fang)為零。但目前氫的(de)制取工藝較復雜,成本(ben)也(ye)較高,如果利(li)用以(yi)鹽(yan)為原料制取氯堿時所(suo)產(chan)生的氫氣,可以(yi)降低(di)費用。
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作為原料來生產甲醇。天然(ran)氣的儲存(cun)、保管(guan)、充加(jia)、攜帶和運輸都很不方便(bian),將其(qi)轉化為液(ye)體甲(jia)醇后,儲存(cun)、保管、充加、攜帶和運輸就要比氫氣(qi)方便多了。甲醇的能量密(mi)度(Wh/L)較大(da),高純(chun)度的甲醇具有單一的成(cheng)分,可以在(zai)較低的溫度條件下進行重(zhong)整(zheng),使(shi)重(zhong)整(zheng)工藝簡化,從而簡化燃料(liao)處理的工藝和設備(bei)。但在輕型和微型FCEV上,由(you)于目前(qian)重整系統設備體積和質量都很大,顯(xian)著地降低(di)了采用(yong)燃料電池地可行(xing)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(qi)油熱量轉換(huan)為汽(qi)車驅動力的效率僅(jin)為11%左右。如(ru)果(guo)將汽(qi)油重整為氫(qing)氣供燃料電池作為燃料,再經(jing)過(guo)傳動系統驅動FCEV,汽油熱量轉換為汽(qi)車驅(qu)動(dong)力的效率可以(yi)達到34%左右,幾(ji)乎超(chao)過三(san)倍(bei)。
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碳(tan)氫化合物(甲烷等(deng))作為燃料(liao)電池的燃料(liao),但它們在化學(xue)反應過程中容易在鎳正極上產生積碳和一(yi)些(xie)聚合物。經過改用銅和陶瓷混合物燒結的正極(ji)后有效地(di)解決了正極(ji)上產生積碳和一些(xie)聚合物的問題,使(shi)得甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等碳氫化合物為燃料電池的最佳燃料之(zhi)一(yi)。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃料(liao)電池(chi)電動(dong)汽(qi)(qi)車(che)的(de)工(gong)作原理是,作為燃料(liao)的(de)氫在(zai)汽(qi)(qi)車(che)搭載的(de)燃料(liao)電池(chi)中(zhong),與大(da)氣中(zhong)的(de)氧(yang)(yang)氣發(fa)生氧(yang)(yang)化還(huan)原化學(xue)反(fan)應,產(chan)生出電能來帶動(dong)電動(dong)機(ji)工(gong)作,由電動(dong)機(ji)帶動(dong)汽(qi)(qi)車(che)中(zhong)的(de)機(ji)械(xie)傳動(dong)結構,進而(er)帶動(dong)汽(qi)(qi)車(che)的(de)前(qian)橋(qiao)(或(huo)后橋(qiao))等行走機(ji)械(xie)結構工(gong)作,從而(er)驅動(dong)電動(dong)汽(qi)(qi)車(che)前(qian)進。
燃料電池汽車(che)是電動汽車(che)的一種,其核心部件是燃料電池。燃料電池汽車(che)是(shi)用燃料電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)代(dai)替蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)能,從而供電(dian)(dian)(dian)給車上的電(dian)(dian)(dian)動機,使其運轉。燃料電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)必須從電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)外部(bu)源源不(bu)斷地向(xiang)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)提供氫氣(qi)、甲醇、汽油、甲烷(wan)等作(zuo)為燃料。燃料(liao)電(dian)池(chi)的(de)反應結(jie)果會產生極少的(de)二氧(yang)化碳和氮氧(yang)化物,副產品主要產生水,因此被稱為(wei)綠(lv)色新型環保汽車(che)。
燃料電池汽車的氫(qing)(qing)燃(ran)料能通過幾種途徑得(de)到。有些車(che)輛直(zhi)接攜帶著純(chun)氫(qing)(qing)燃(ran)料,另(ling)外一些車(che)輛有可能裝有燃(ran)料重整(zheng)器(qi),能將(jiang)烴類(lei)燃(ran)料轉化(hua)為(wei)富氫(qing)(qing)氣體。單個(ge)的燃(ran)料電池(chi)必(bi)須結(jie)合成燃(ran)料電池(chi)組,以便(bian)獲得(de)必(bi)需的動力,滿足車(che)輛使用的要(yao)求。