如果使用氫氣為燃料,燃料電池運行過程中只生產(chǎn)水,沒有任何污染物排放。即使使用化石燃料如天然氣重整后生成的富氫氣體混合物為燃料,由于氫燃料電池具有高的能量轉(zhuǎn)換效率,其二氧化碳的排放量比熱機過程減少50%以上,這對緩解地球的溫室效應(yīng)是十分重要的。
盡管氫氣作為燃料來源處于起步階段,但其未來卻非常光明。氫燃料電池背后的技術(shù)日益改進,其可行性作為內(nèi)燃機的替代品似乎很可能。氫氣已經(jīng)被用于叉車和公共汽車等特種車輛,基礎(chǔ)設(shè)施到位為消費者汽車市場服務(wù)只是時間問題。為什么氫燃料電池具有如此強大的吸引力?因為它們唯一的副產(chǎn)品是熱量和水蒸氣,使得氫燃料電池成為真正的零排放機車技術(shù)。
什么是燃料電池?
燃料電池是通過將燃料(氫)轉(zhuǎn)化為電來通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的裝置。雖然燃料電池和電池都被認(rèn)為是電化學(xué)電池并且由相似的結(jié)構(gòu)組成,但是燃料電池需要連續(xù)的燃料和氧氣源來運行; 類似于內(nèi)燃機需要連續(xù)流動的汽油或柴油。
它是如何工作的?
燃料電池需要三個主要成分來產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng):陽極,陰極和電解質(zhì)。首先,氫氣通過流場引導(dǎo)到陽極。氫原子被電離(剝離其電子),現(xiàn)在只帶正電荷。然后,氧氣進入陰極處的燃料電池,在那里它與從電路返回的電子和電離的氫原子結(jié)合。接下來,在氧原子吸收電子之后,它然后穿過電解質(zhì)與氫離子結(jié)合。氧氣和電離氫氣的組合作為化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)。
聚合物電解質(zhì)膜允許適當(dāng)?shù)碾x子在陽極和陰極之間通過。如果電解質(zhì)能夠自由控制所有電子或離子自由通過,它會破壞化學(xué)反應(yīng)。在該過程結(jié)束時,帶正電的氫原子與氧反應(yīng)形成水和熱,同時產(chǎn)生電荷。
在燃料市場中,存在許多具有不同功率要求的不同應(yīng)用。為了提供足夠的功率,可以將各個燃料電池組裝在一起形成堆疊。燃料電池堆的尺寸可以適合于應(yīng)用的恰當(dāng)量的能量。
燃料電池在哪里使用?
燃料電池用于固定和動力應(yīng)用:
汽車,卡車,公共汽車和休閑車
物料搬運設(shè)備
作為大容量數(shù)據(jù)中心或商業(yè),工業(yè)和住宅建筑的主要電源
備用電源到關(guān)鍵的計算機和通信網(wǎng)絡(luò)
現(xiàn)場發(fā)電