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(man)長的實(shi)驗和可行性研究中(zhong),大(da)致以下物質是人們心(xin)目中(zhong)理想能用做(zuo)燃料電池的燃料:有(you)氫氣(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油和(he)其他類型的碳氫化合(he)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(hua),效率提高(gao),排(pai)放(fang)為零。但目前氫的制取工藝較復(fu)雜,成(cheng)本也較(jiao)高,如果利用以鹽為原料制取(qu)氯(lv)堿(jian)時所產生(sheng)的(de)氫氣,可以降(jiang)低費(fei)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)作為原料來生產(chan)甲醇。天然氣(qi)的儲存、保(bao)管、充加、攜(xie)帶和運輸(shu)都很不方便,將其轉化為液體甲醇后,儲存、保管(guan)、充加、攜(xie)帶和運輸就要(yao)比氫氣方便(bian)多了。甲醇(chun)的(de)能量密度(du)(Wh/L)較大(da),高純度(du)的(de)甲醇(chun)具(ju)有單一的(de)成(cheng)分(fen),可以在(zai)較低的(de)溫(wen)度(du)條件(jian)下進(jin)行重(zhong)整(zheng),使重(zhong)整(zheng)工藝簡化,從而簡(jian)化燃(ran)料處理的工(gong)藝(yi)和(he)設備(bei)。但在(zai)輕型(xing)和(he)微型(xing)FCEV上,由于(yu)目前重(zhong)整系統設(she)備體積和質量都很大,顯著地降低了(le)采(cai)用燃料電池地可行性。
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(wei)汽(qi)車驅動(dong)力的(de)效率(lv)僅為(wei)11%左右。如(ru)果將(jiang)汽(qi)油重整為氫氣供燃料電池作為燃料,再經過傳動(dong)(dong)系統(tong)驅(qu)動(dong)(dong)FCEV,汽油熱量轉換(huan)為汽車驅(qu)動力的(de)效率可以達到(dao)34%左(zuo)右,幾乎超過三倍(bei)。
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(tan)氫化合(he)物(甲烷等)作為燃料電(dian)池的(de)燃料,但它們(men)在化學反應過程(cheng)中(zhong)容易在鎳(nie)正極上產(chan)生積碳和一些聚合物。經過改(gai)用(yong)銅(tong)和陶(tao)瓷混合(he)物(wu)燒(shao)結的(de)正極后有效地解決了正極上產生(sheng)積碳和一些聚合(he)物(wu)的(de)問(wen)題,使(shi)得甲烷(wan)(wan)、乙烷(wan)(wan)、甲苯、丁烯、丁烷(wan)(wan)等碳氫化合物為燃料電池(chi)的最佳燃料之一。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽車(che)(che)的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)原(yuan)理是,作(zuo)(zuo)為燃(ran)料(liao)的(de)(de)(de)氫在(zai)汽車(che)(che)搭(da)載(zai)的(de)(de)(de)燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池(chi)中,與大(da)氣中的(de)(de)(de)氧氣發生氧化(hua)還(huan)原(yuan)化(hua)學反應,產生出電(dian)(dian)能(neng)來帶動(dong)(dong)(dong)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機工(gong)作(zuo)(zuo),由電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機帶動(dong)(dong)(dong)汽車(che)(che)中的(de)(de)(de)機械傳動(dong)(dong)(dong)結(jie)(jie)構,進而帶動(dong)(dong)(dong)汽車(che)(che)的(de)(de)(de)前(qian)橋(qiao)(或后橋(qiao))等行走機械結(jie)(jie)構工(gong)作(zuo)(zuo),從而驅動(dong)(dong)(dong)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽車(che)(che)前(qian)進。
燃料電池(chi)汽(qi)車是(shi)電動汽(qi)車的一(yi)種,其核心部件(jian)是(shi)燃料電池(chi)。燃料電池汽(qi)車是用燃(ran)料電池(chi)(chi)代(dai)替(ti)蓄電池(chi)(chi)產(chan)生(sheng)電能,從而供電給(gei)車(che)上的電動機,使其運轉。燃(ran)料電池(chi)(chi)必須從電池(chi)(chi)外部源源不(bu)斷地向電池(chi)(chi)提供氫(qing)氣(qi)、甲(jia)(jia)醇(chun)、汽油、甲(jia)(jia)烷等作為燃(ran)料。燃料電池的(de)反應結(jie)果會產生極(ji)少(shao)的(de)二氧(yang)(yang)化碳和氮氧(yang)(yang)化物,副(fu)產品主要產生水,因此被稱(cheng)為(wei)綠色(se)新型環保汽車。
燃料電池汽車的(de)氫(qing)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)能通過幾種途(tu)徑得到。有些(xie)車輛(liang)直接攜帶(dai)著純(chun)氫(qing)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao),另外(wai)一些(xie)車輛(liang)有可能裝有燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)重整器,能將烴類燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)轉(zhuan)化(hua)為(wei)富(fu)氫(qing)氣體。單個的(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池必須結(jie)合成(cheng)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池組,以(yi)便獲得必需(xu)的(de)動力(li),滿足車輛(liang)使用的(de)要求。