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(shi)驗和可(ke)行性研(yan)究中,大致以(yi)下物質是(shi)人(ren)們(men)心目中理(li)想能(neng)用做燃料電池的燃料:有氫氣(H2)、甲醇(chun)(CH3OH)、汽(qi)油和其他(ta)類型的(de)碳氫(qing)化合物(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大大簡化,效率提高,排放為(wei)零。但目前氫的(de)制(zhi)取工藝較復(fu)雜(za),成本也較高,如(ru)果(guo)利(li)用以(yi)鹽為原料制取氯堿時所產(chan)生(sheng)的氫(qing)氣,可以(yi)降(jiang)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(sheng)產(chan)甲醇。天(tian)然氣(qi)的儲存(cun)、保管、充加、攜帶和運(yun)輸都(dou)很不方便,將(jiang)其轉化為液體甲醇(chun)后,儲存(cun)、保管、充(chong)加、攜帶(dai)和(he)運輸(shu)就要比氫氣方便多了。甲(jia)醇的能量密度(du)(Wh/L)較(jiao)大,高純度(du)的甲(jia)醇具有單一的成分,可以在(zai)較(jiao)低的溫度(du)條(tiao)件下進行(xing)重整,使重整工藝簡化(hua),從而(er)簡化(hua)燃料處理的工藝和設備。但(dan)在輕型和微(wei)型FCEV上,由于目前重(zhong)整系統設(she)備體積(ji)和質(zhi)量(liang)都很大,顯著地(di)降低了采用燃料電池地(di)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(you)熱(re)量轉換為汽(qi)車驅(qu)動力的效率僅為11%左右。如果將(jiang)汽(qi)油(you)重(zhong)整為氫氣供燃料電池作為燃料,再(zai)經過傳動系統(tong)驅動FCEV,汽油熱量轉(zhuan)換為汽車驅動力(li)的效(xiao)率可以達(da)到34%左(zuo)右,幾(ji)乎超過三倍。
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(ran)料電池的(de)燃(ran)料,但它們(men)在化學(xue)反應過程中容(rong)易在鎳(nie)正極上(shang)產生積碳(tan)和一(yi)些(xie)聚合物。經過改用銅(tong)和陶瓷(ci)混合(he)物(wu)燒結的正極后有效(xiao)地解(jie)決了(le)正極上產生(sheng)積碳和一些聚合(he)物(wu)的問(wen)題,使得(de)甲烷、乙(yi)烷、甲苯、丁烯、丁烷等碳氫化合(he)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
燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)池電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)工作原理(li)是,作為燃料(liao)(liao)的(de)(de)(de)氫在汽(qi)車(che)(che)搭(da)載(zai)的(de)(de)(de)燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)池中,與大氣中的(de)(de)(de)氧氣發生(sheng)氧化還原化學反應,產生(sheng)出(chu)電(dian)(dian)能(neng)來帶動(dong)(dong)(dong)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機工作,由電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機帶動(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)(che)中的(de)(de)(de)機械傳動(dong)(dong)(dong)結(jie)構,進而帶動(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)(che)的(de)(de)(de)前橋(或后橋)等行走機械結(jie)構工作,從而驅動(dong)(dong)(dong)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)(che)前進。
燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)汽(qi)車是(shi)電(dian)(dian)動汽(qi)車的一(yi)種,其核心部件是(shi)燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)。燃料(liao)電池汽車(che)是(shi)用燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)代替蓄電(dian)(dian)池(chi)(chi)產(chan)生電(dian)(dian)能,從(cong)而供電(dian)(dian)給(gei)車(che)上的電(dian)(dian)動機,使其運轉(zhuan)。燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)必須從(cong)電(dian)(dian)池(chi)(chi)外部源源不斷地(di)向電(dian)(dian)池(chi)(chi)提供氫(qing)氣、甲醇(chun)、汽(qi)油、甲烷等作為燃料(liao)。燃料電池的反應結果會(hui)產生(sheng)極少的二氧化碳和氮氧化物,副產品主要產生(sheng)水,因此被稱(cheng)為綠色新型環(huan)保汽車。
燃料電池汽車的(de)氫(qing)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)能通(tong)過幾種途徑得(de)到。有(you)些車(che)輛(liang)直接攜帶(dai)著純氫(qing)燃(ran)(ran)料(liao)(liao),另(ling)外一些車(che)輛(liang)有(you)可能裝(zhuang)有(you)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)重整器(qi),能將烴類燃(ran)(ran)料(liao)(liao)轉(zhuan)化(hua)為富(fu)氫(qing)氣體。單個的(de)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池必須結合成燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池組,以便(bian)獲得(de)必需的(de)動(dong)力,滿足車(che)輛(liang)使(shi)用(yong)的(de)要求(qiu)。