如果使用氫氣為燃料,燃料電池運行過(guò)程中只生產(chǎn)水,沒(méi)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換效率,其二氧化碳的排放量比熱機過(guò)程減少50%以上,這對緩解地球的溫室效應是十分重要的。
盡管氫氣作為燃料來(lái)源處于起步階段,但其未來(lái)卻非常光明。氫燃料電池背后的技術(shù)日益改進(jìn),其可行性作為內燃機的替代品似乎很可能。氫氣已經(jīng)被用于叉車(chē)和公共汽車(chē)等特種車(chē)輛,基礎設施到位為消費者汽車(chē)市場(chǎng)服務(wù)只是時(shí)間問(wèn)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(chē)技術(shù)。
什么是燃料電池?
燃料電池是通過(guò)將燃料(氫)轉化為電來(lái)通過(guò)化學(xué)反應產(chǎn)生電力的裝置。雖然燃料電池和電池都被認為是電化學(xué)電池并且由相似的結構組成,但是燃料電池需要連續的燃料和氧氣源來(lái)運行; 類(lèi)似于內燃機需要連續流動(dòng)的汽油或柴油。
它是如何工作的?
燃料電池需要三個(gè)主要成分來(lái)產(chǎn)生化學(xué)反應:陽(yáng)極,陰極和電解質(zhì)。首先,氫氣通過(guò)流場(chǎng)引導到陽(yáng)極。氫原子被電離(剝離其電子),現在只帶正電荷。然后,氧氣進(jìn)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合。接下來(lái),在氧原子吸收電子之后,它然后穿過(guò)電解質(zhì)與氫離子結合。氧氣和電離氫氣的組合作為化學(xué)反應的基礎。
聚合物電解質(zhì)膜允許適當的離子在陽(yáng)極和陰極之間通過(guò)。如果電解質(zhì)能夠自由控制所有電子或離子自由通過(guò),它會(huì )破壞化學(xué)反應。在該過(guò)程結束時(shí),帶正電的氫原子與氧反應形成水和熱,同時(shí)產(chǎn)生電荷。
在燃料市場(chǎng)中,存在許多具有不同功率要求的不同應用。為了提供足夠的功率,可以將各個(gè)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用的恰當量的能量。
燃料電池在哪里使用?
燃料電池用于固定和動(dòng)力應用:
汽車(chē),卡車(chē),公共汽車(chē)和休閑車(chē)
物料搬運設備
作為大容量數據中心或商業(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 )
現場(chǎng)發(fā)電