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(yan)和(he)可行性研究(jiu)中,大致(zhi)以(yi)下物質是(shi)人們心目中理想能用做燃料(liao)電(dian)池的燃料(liao):有氫氣(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油(you)和其(qi)他類型的碳氫化(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統大大簡化,效率提高,排放(fang)為零。但目前氫的制取工(gong)藝較(jiao)復雜,成本也較高(gao),如果利用以(yi)(yi)鹽為原料制取(qu)氯堿(jian)時所產(chan)生的(de)氫氣,可以(yi)(yi)降低費用。
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(qi)作為原(yuan)料來生產甲醇。天然氣(qi)的儲存、保管、充加、攜帶和運輸(shu)都很不(bu)方便,將(jiang)其轉化為(wei)液體(ti)甲醇(chun)后,儲存、保管、充加、攜(xie)帶(dai)和運(yun)輸就要比(bi)氫(qing)氣方(fang)便多(duo)了(le)。甲醇的能量密(mi)度(du)(Wh/L)較(jiao)大,高純度(du)的甲醇具有(you)單一的成分,可以在(zai)較(jiao)低的溫度(du)條件下進行重(zhong)整(zheng),使重(zhong)整(zheng)工藝簡化(hua)(hua),從而簡化(hua)(hua)燃料處理的(de)工藝和設備。但在輕型和微型FCEV上,由于目前重整系統(tong)設備體積和質量都(dou)很大,顯著(zhu)地降低了采用燃(ran)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(qi)油熱(re)量轉換為汽(qi)車驅動力的效率僅為11%左右。如(ru)果將汽(qi)油重(zhong)整(zheng)為氫氣(qi)供燃料電池作為燃料,再經(jing)過傳動系統(tong)驅動FCEV,汽油熱量轉換為汽車(che)驅動力的效(xiao)率(lv)可以達(da)到(dao)34%左右,幾乎超(chao)過三倍。
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(de)碳氫化合物(甲烷等)作為燃料(liao)(liao)電池的(de)燃料(liao)(liao),但(dan)它(ta)們在(zai)化學反應(ying)過程中(zhong)容易在(zai)鎳正極(ji)上產生積碳(tan)和(he)一些(xie)聚合物。經過改用銅和(he)陶瓷混合物燒結的(de)正極(ji)后有效地解決了正極(ji)上產生(sheng)積碳(tan)和(he)一些聚合物的(de)問題,使(shi)得甲烷(wan)、乙(yi)烷(wan)、甲苯(ben)、丁(ding)烯、丁(ding)烷(wan)等碳氫化合(he)物(wu)為燃(ran)料電池的最佳燃(ran)料之一。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)動(dong)汽車(che)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)原理是,作(zuo)為燃(ran)料的(de)(de)(de)氫(qing)在(zai)汽車(che)搭載的(de)(de)(de)燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)中,與大氣中的(de)(de)(de)氧氣發(fa)生氧化還(huan)原化學(xue)反應,產(chan)生出電(dian)(dian)能來(lai)帶(dai)動(dong)電(dian)(dian)動(dong)機(ji)工(gong)(gong)作(zuo),由電(dian)(dian)動(dong)機(ji)帶(dai)動(dong)汽車(che)中的(de)(de)(de)機(ji)械傳動(dong)結(jie)(jie)構(gou)(gou),進而帶(dai)動(dong)汽車(che)的(de)(de)(de)前橋(或后(hou)橋)等行走機(ji)械結(jie)(jie)構(gou)(gou)工(gong)(gong)作(zuo),從而驅動(dong)電(dian)(dian)動(dong)汽車(che)前進。
燃料電(dian)池(chi)汽車是(shi)電(dian)動汽車的一種,其(qi)核(he)心部件(jian)是(shi)燃料電(dian)池(chi)。燃料電池汽車是用(yong)燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)代替(ti)蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)產生電(dian)(dian)(dian)能,從(cong)而供(gong)電(dian)(dian)(dian)給車(che)上(shang)的電(dian)(dian)(dian)動(dong)機,使其運轉。燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)必須從(cong)電(dian)(dian)(dian)池(chi)外部源源不(bu)斷(duan)地(di)向電(dian)(dian)(dian)池(chi)提(ti)供(gong)氫氣(qi)、甲醇、汽油、甲烷等作(zuo)為燃料(liao)。燃(ran)料電池的(de)反應結果會(hui)產生(sheng)極少的(de)二氧化碳和氮氧化物,副產品主要產生(sheng)水,因此(ci)被(bei)稱為綠色(se)新型環保汽車(che)。
燃料電池汽車的(de)氫(qing)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)能通過(guo)幾(ji)種(zhong)途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫(qing)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao),另外一(yi)些車輛有可能裝有燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)重整器(qi),能將(jiang)烴類燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)轉化為富氫(qing)氣體。單個的(de)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)電池(chi)必須結合成(cheng)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)電池(chi)組,以(yi)便獲得必需的(de)動力,滿足車輛使用的(de)要求。