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。在漫長的實驗和可行性研(yan)究中(zhong),大致以(yi)下物質是人(ren)們心目中(zhong)理想能用做燃料電池的燃料:有氫氣(qi)(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油和其他類型(xing)的(de)碳氫(qing)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(tong)大大簡化,效率提高(gao),排(pai)放為零。但(dan)目前氫的制取(qu)工(gong)藝較(jiao)復(fu)雜,成本也較(jiao)高,如果利用(yong)以鹽(yan)為原(yuan)料制取氯堿時所產生的氫氣,可以降(jiang)低費用(yong)。
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(liao)來生產甲(jia)醇。天然氣(qi)的儲存、保管、充加、攜帶和運輸(shu)都很不方便,將其(qi)轉化為液體甲醇后,儲(chu)存、保管、充(chong)加、攜帶和運輸就要(yao)比氫氣(qi)方便多了。甲醇的(de)(de)能量密度(Wh/L)較(jiao)(jiao)大,高純度的(de)(de)甲醇具有單一的(de)(de)成分,可以(yi)在較(jiao)(jiao)低(di)的(de)(de)溫度條件下進(jin)行重整,使重整工(gong)藝簡化(hua),從而(er)簡化(hua)燃(ran)料處理的(de)工藝和設備(bei)。但(dan)在輕型和微型FCEV上,由于目前重整系統設備體積和質(zhi)量都很大,顯著地降低了(le)采(cai)用燃料電池地(di)可(ke)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)油熱量(liang)轉(zhuan)換為汽(qi)車驅動力的效率僅為11%左右。如(ru)果將汽(qi)油重整為氫氣供燃料電池作為燃料,再經過傳動系統驅動FCEV,汽油熱量(liang)轉換(huan)為(wei)汽車(che)驅動力(li)的(de)效(xiao)率(lv)可(ke)以達到(dao)34%左右,幾乎超(chao)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(wai)的碳(tan)氫化合物(甲烷等)作為燃料電池的燃料,但它們在化學反應過(guo)(guo)程中(zhong)容易(yi)在(zai)鎳(nie)正極上產生積碳和一些聚合物。經(jing)過(guo)(guo)改(gai)用銅(tong)和陶(tao)瓷(ci)混合(he)物(wu)燒(shao)結的(de)正極后有效地解決了正極上(shang)產(chan)生積碳和一些聚合(he)物(wu)的(de)問題,使得(de)甲(jia)烷、乙烷、甲(jia)苯(ben)、丁烯、丁烷等碳氫化(hua)合物為燃料電池的最(zui)佳燃料之一。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃(ran)料電(dian)池電(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車(che)(che)的(de)(de)工(gong)作原(yuan)理是(shi),作為(wei)燃(ran)料的(de)(de)氫(qing)在汽(qi)車(che)(che)搭載的(de)(de)燃(ran)料電(dian)池中(zhong),與大氣中(zhong)的(de)(de)氧(yang)氣發(fa)生氧(yang)化還原(yuan)化學(xue)反應(ying),產(chan)生出(chu)電(dian)能來(lai)帶動(dong)(dong)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)工(gong)作,由電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)帶動(dong)(dong)汽(qi)車(che)(che)中(zhong)的(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)傳動(dong)(dong)結構,進(jin)而帶動(dong)(dong)汽(qi)車(che)(che)的(de)(de)前橋(或后橋)等行走機(ji)(ji)械(xie)結構工(gong)作,從而驅動(dong)(dong)電(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車(che)(che)前進(jin)。
燃(ran)料電池(chi)(chi)汽車是電動汽車的(de)一種,其核心部件是燃(ran)料電池(chi)(chi)。燃料電池汽車是用燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池代替(ti)蓄電(dian)(dian)(dian)池產(chan)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。燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池必須從電(dian)(dian)(dian)池外(wai)部(bu)源(yuan)(yuan)源(yuan)(yuan)不斷(duan)地(di)向電(dian)(dian)(dian)池提供(gong)氫氣(qi)、甲醇、汽油、甲烷等作(zuo)為燃(ran)料(liao)(liao)(liao)。燃料電池的(de)反應結果會(hui)產生極少的(de)二氧化碳和氮(dan)氧化物(wu),副產品(pin)主要產生水,因此被稱為(wei)綠色(se)新型環保汽車。
燃料電池汽車的(de)氫(qing)燃(ran)料(liao)能通過幾種途徑得到。有(you)些(xie)車輛直接攜帶著(zhu)純(chun)氫(qing)燃(ran)料(liao),另外一些(xie)車輛有(you)可能裝有(you)燃(ran)料(liao)重整器(qi),能將烴(jing)類燃(ran)料(liao)轉化(hua)為富氫(qing)氣體。單個的(de)燃(ran)料(liao)電池必須(xu)結(jie)合成燃(ran)料(liao)電池組(zu),以便獲得必需(xu)的(de)動力(li),滿足車輛使用(yong)的(de)要求(qiu)。