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)漫長的實驗(yan)和可行(xing)性研究中,大致以(yi)下物質是人們心目中理想能(neng)用(yong)做(zuo)燃料電池的燃料:有氫氣(H2)、甲(jia)醇(CH3OH)、汽油和(he)其他類型的碳氫(qing)化(hua)合物(wu)。
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(tong)大大簡化,效(xiao)率(lv)提高,排放為零。但目前氫(qing)的制取工藝較復雜(za),成本也較(jiao)高(gao),如果(guo)利用以鹽為原料制取氯(lv)堿時所產(chan)生(sheng)的氫氣,可以降低費用。
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作為原料來生產甲醇。天然氣的儲存(cun)、保(bao)管、充加、攜帶和運輸都(dou)很不方便,將其轉化(hua)為(wei)液(ye)體甲醇后,儲存(cun)、保管、充加、攜帶(dai)和(he)運輸就(jiu)要(yao)比(bi)氫氣方便多了。甲醇的(de)能量密度(Wh/L)較(jiao)大,高純度的(de)甲醇具有單一(yi)的(de)成分,可以在較(jiao)低的(de)溫度條件下進行重整(zheng),使重整(zheng)工藝簡化,從(cong)而簡化燃料處理的工藝和(he)(he)設備。但在輕型(xing)和(he)(he)微型(xing)FCEV上,由于目前(qian)重(zhong)整系(xi)統設備體積和質量都(dou)很大,顯著地(di)降(jiang)低了采(cai)用燃料電池地可行性(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,汽油熱量轉換為汽車驅動力的效率僅為11%左(zuo)右。如果將汽油重整為氫氣供燃料電池作為燃料,再經過傳動(dong)系統驅動(dong)FCEV,汽油熱量轉換為汽車驅(qu)動力的效率(lv)可以(yi)達到(dao)34%左(zuo)右,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)氫化合物(wu)(甲烷等)作(zuo)為(wei)燃(ran)料(liao)(liao)電池的燃(ran)料(liao)(liao),但它們在化學反(fan)應過程中容易在鎳正極上產生積碳和(he)一些(xie)聚(ju)合物。經過改用銅和(he)陶瓷混合(he)物燒(shao)結的正極(ji)(ji)后有效地解決了正極(ji)(ji)上產生積碳和一些聚合(he)物的問題(ti),使得(de)甲(jia)烷、乙(yi)烷、甲(jia)苯(ben)、丁(ding)烯、丁(ding)烷等碳氫化合物為燃料電池(chi)的最佳燃料(liao)之一(yi)。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)原理是,作(zuo)(zuo)為燃(ran)料(liao)的(de)氫在(zai)汽(qi)車搭(da)載(zai)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池中,與大氣中的(de)氧(yang)氣發生(sheng)氧(yang)化(hua)還原化(hua)學反應,產生(sheng)出電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)來帶動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)工(gong)作(zuo)(zuo),由電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)帶動(dong)(dong)汽(qi)車中的(de)機(ji)械傳動(dong)(dong)結(jie)構,進而帶動(dong)(dong)汽(qi)車的(de)前(qian)橋(或后橋)等行(xing)走機(ji)械結(jie)構工(gong)作(zuo)(zuo),從而驅動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車前(qian)進。
燃(ran)料(liao)電池汽車是電動(dong)汽車的一種,其核心部件是燃(ran)料(liao)電池。燃料電池汽車是用(yong)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)代替蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)產生電(dian)(dian)(dian)能(neng),從而供電(dian)(dian)(dian)給(gei)車上的電(dian)(dian)(dian)動機(ji),使其運轉。燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)必須從電(dian)(dian)(dian)池(chi)外(wai)部(bu)源源不斷(duan)地(di)向電(dian)(dian)(dian)池(chi)提供氫氣(qi)、甲醇、汽(qi)油、甲烷等作為燃(ran)料(liao)(liao)。燃料電池的(de)反應結(jie)果會產(chan)生極(ji)少的(de)二氧化碳(tan)和氮氧化物,副產(chan)品主要產(chan)生水,因此被稱為綠色(se)新(xin)型環保(bao)汽車。
燃料電池汽車的氫燃(ran)(ran)料能(neng)通(tong)過幾(ji)種途徑得(de)到。有(you)些(xie)車輛(liang)直接攜帶著純氫燃(ran)(ran)料,另外(wai)一些(xie)車輛(liang)有(you)可能(neng)裝有(you)燃(ran)(ran)料重整(zheng)器,能(neng)將烴類燃(ran)(ran)料轉化(hua)為富氫氣體。單個的燃(ran)(ran)料電(dian)池必須結合成燃(ran)(ran)料電(dian)池組,以便獲得(de)必需的動力,滿足(zu)車輛(liang)使(shi)用的要求。