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研究中,大致以下物(wu)質是人們心目中理(li)想能用做(zuo)燃料(liao)電池(chi)的(de)燃料(liao):有(you)氫氣(qi)(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油和其他類型的(de)碳(tan)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(da)(da)大(da)(da)簡化,效率提高,排放為(wei)零。但(dan)目前氫的制取工藝較復(fu)雜(za),成本也(ye)較高,如果利用以鹽為原料制取氯(lv)堿時所產生的氫氣,可以降低(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(zuo)為原料來生產(chan)甲醇。天然氣的儲存、保管(guan)、充加、攜(xie)帶和運輸都很不方便,將其轉(zhuan)化為液體甲醇后,儲存、保管、充加(jia)、攜帶和運(yun)輸就要比氫氣方(fang)便(bian)多了。甲醇的(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)(Wh/L)較(jiao)大(da),高純度(du)的(de)甲醇具有單(dan)一的(de)成分,可以在較(jiao)低(di)的(de)溫度(du)條件下進行重整,使重整工藝簡化,從(cong)而簡化燃料處理的工藝和(he)設備。但在輕型和(he)微型FCEV上(shang),由(you)于目(mu)前重整系統設備體積和質量(liang)都很大(da),顯著地降低(di)了采用燃料電(dian)池地可行性(xing)。
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(re)量轉換為汽(qi)車驅動力的效率僅為11%左右。如果將汽(qi)油重整(zheng)為(wei)氫氣供燃(ran)料電池(chi)作為(wei)燃(ran)料,再經過傳動(dong)系統驅動(dong)FCEV,汽油熱(re)量轉換為汽(qi)車驅動力的效率可以達到(dao)34%左右(you),幾乎(hu)超過(guo)三倍。
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碳(tan)氫化合(he)物(甲烷等)作為(wei)燃料(liao)電池的燃料(liao),但它們在化學反應(ying)過(guo)程中容易在(zai)鎳正(zheng)極上產生積碳和(he)(he)一些聚合物。經(jing)過(guo)改(gai)用銅和(he)(he)陶(tao)瓷(ci)混合(he)物燒結的正極(ji)后有效地解決了正極(ji)上產生(sheng)積碳和一些聚合(he)物的問(wen)題(ti),使得(de)甲(jia)烷(wan)、乙烷(wan)、甲(jia)苯(ben)、丁(ding)烯、丁(ding)烷(wan)等碳氫化合物為燃料電池(chi)的最佳燃料(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)(dong)汽(qi)車的(de)工(gong)(gong)作原(yuan)理是,作為燃(ran)料(liao)的(de)氫(qing)在汽(qi)車搭載的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池中(zhong)(zhong),與大氣中(zhong)(zhong)的(de)氧(yang)(yang)氣發生氧(yang)(yang)化還原(yuan)化學(xue)反應,產生出電(dian)能來帶(dai)動(dong)(dong)(dong)電(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)工(gong)(gong)作,由電(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)帶(dai)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)車中(zhong)(zhong)的(de)機(ji)械(xie)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)結構,進而(er)帶(dai)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)車的(de)前(qian)橋(qiao)(或后(hou)橋(qiao))等行走機(ji)械(xie)結構工(gong)(gong)作,從而(er)驅動(dong)(dong)(dong)電(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)車前(qian)進。
燃(ran)(ran)料(liao)電池汽(qi)車是電動汽(qi)車的(de)一種,其核(he)心(xin)部件是燃(ran)(ran)料(liao)電池。燃料電池汽車是用(yong)燃料電(dian)(dian)池(chi)代替蓄電(dian)(dian)池(chi)產生電(dian)(dian)能,從而供電(dian)(dian)給車上的電(dian)(dian)動機(ji),使其運(yun)轉。燃料電(dian)(dian)池(chi)必須從電(dian)(dian)池(chi)外部源源不斷地向電(dian)(dian)池(chi)提供氫(qing)氣、甲(jia)醇、汽油、甲(jia)烷等作為(wei)燃料。燃(ran)料(liao)電池(chi)的(de)反應結果(guo)會產(chan)生極少(shao)的(de)二(er)氧化碳和氮(dan)氧化物,副產(chan)品主要產(chan)生水,因此被稱為(wei)綠色(se)新型環保汽車。
燃料電池汽車的(de)氫燃(ran)料(liao)能(neng)通過幾種途徑得到。有(you)些(xie)車(che)輛直接攜帶著純(chun)氫燃(ran)料(liao),另(ling)外一些(xie)車(che)輛有(you)可能(neng)裝有(you)燃(ran)料(liao)重整器,能(neng)將(jiang)烴類(lei)燃(ran)料(liao)轉化為富氫氣體。單個的(de)燃(ran)料(liao)電池(chi)必(bi)須(xu)結合成燃(ran)料(liao)電池(chi)組,以便獲得必(bi)需的(de)動力(li),滿足車(che)輛使用(yong)的(de)要(yao)求。