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(de)實驗和可行性(xing)研究中,大(da)致以(yi)下物質是(shi)人們心目(mu)中理想能用做燃料(liao)電(dian)池的燃料(liao):有(you)氫(qing)氣(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油(you)和其(qi)他類型的碳(tan)氫(qing)化(hua)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(da)大(da)簡化,效率提(ti)高,排放為(wei)零(ling)。但目(mu)前氫(qing)的制(zhi)取工藝較復雜(za),成本也較高(gao),如果利用以鹽為原料制取(qu)氯(lv)堿時所產生的氫氣,可(ke)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(lai)生(sheng)產甲醇。天然氣的儲存、保(bao)管、充加、攜(xie)帶和(he)運輸(shu)都很不方便,將其轉化為液體甲醇后,儲存(cun)、保管、充加、攜帶和(he)運輸就要(yao)比氫(qing)氣方便(bian)多了。甲醇的能量密度(Wh/L)較大,高純度的甲醇具(ju)有(you)單一的成分,可以(yi)在較低的溫度條件(jian)下進行重(zhong)整,使重(zhong)整工藝簡化,從而(er)簡(jian)化燃料處(chu)理的工(gong)藝和設備。但在(zai)輕(qing)型和微型FCEV上,由于目前重整系統設備(bei)體積和(he)質量都(dou)很大,顯著地降低了采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(qi)油(you)熱量轉換為(wei)汽(qi)車驅動力的效率(lv)僅(jin)為(wei)11%左右。如果將(jiang)汽(qi)油(you)重整為(wei)氫氣供燃(ran)料電(dian)池作(zuo)為(wei)燃(ran)料,再經(jing)過傳動(dong)系統驅動(dong)FCEV,汽油熱量(liang)轉換為汽車驅動力的效率可以(yi)達(da)到34%左右,幾乎超過三倍。
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(wai)的碳氫化(hua)合物(甲烷(wan)等(deng))作為燃(ran)料電池的燃(ran)料,但它們(men)在化(hua)學反應(ying)過程中容(rong)易在鎳(nie)正極上產生積碳和一(yi)些聚合物。經過改用銅和陶瓷混(hun)合物燒結的(de)正極后有(you)效地(di)解決了正極上產生積碳和(he)一些聚合物的(de)問題,使得甲(jia)(jia)烷、乙烷、甲(jia)(jia)苯、丁(ding)烯、丁(ding)烷等碳(tan)氫化合物為燃料電池的最佳(jia)燃料之(zhi)一(yi)。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃料(liao)(liao)電池電動汽(qi)車的(de)(de)工(gong)(gong)作原(yuan)理是,作為燃料(liao)(liao)的(de)(de)氫在汽(qi)車搭載的(de)(de)燃料(liao)(liao)電池中(zhong),與大氣中(zhong)的(de)(de)氧(yang)氣發生氧(yang)化還原(yuan)化學反應,產生出電能來帶(dai)(dai)動電動機工(gong)(gong)作,由電動機帶(dai)(dai)動汽(qi)車中(zhong)的(de)(de)機械傳(chuan)動結(jie)構,進而(er)帶(dai)(dai)動汽(qi)車的(de)(de)前(qian)橋(或后橋)等行走機械結(jie)構工(gong)(gong)作,從而(er)驅動電動汽(qi)車前(qian)進。
燃(ran)料電(dian)池汽(qi)車是(shi)電(dian)動汽(qi)車的一(yi)種(zhong),其核心部件是(shi)燃(ran)料電(dian)池。燃料電池汽車(che)是用燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)代替蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)產生電(dian)(dian)(dian)能,從而供(gong)電(dian)(dian)(dian)給車上的電(dian)(dian)(dian)動機,使其運轉(zhuan)。燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)必須從電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)外部源源不斷地向電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)提供(gong)氫氣(qi)、甲醇、汽油、甲烷(wan)等作(zuo)為燃(ran)料(liao)(liao)(liao)。燃料(liao)電池的(de)反應結果會產(chan)生(sheng)極少的(de)二氧化碳和(he)氮(dan)氧化物,副產(chan)品主要產(chan)生(sheng)水,因(yin)此(ci)被稱為綠色(se)新型環保(bao)汽(qi)車。
燃料電池汽車的(de)(de)氫(qing)燃(ran)(ran)料能通過幾種途徑得到。有些(xie)車輛直接攜帶(dai)著純氫(qing)燃(ran)(ran)料,另外一些(xie)車輛有可(ke)能裝有燃(ran)(ran)料重(zhong)整(zheng)器,能將烴(jing)類燃(ran)(ran)料轉化(hua)為富氫(qing)氣體。單(dan)個的(de)(de)燃(ran)(ran)料電池(chi)必須結合成燃(ran)(ran)料電池(chi)組,以便獲得必需(xu)的(de)(de)動(dong)力,滿(man)足(zu)車輛使用的(de)(de)要求。