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(yan)和可行性研究中,大致以下(xia)物(wu)質(zhi)是人們心目中理想能(neng)用做燃料電池的燃料:有氫氣(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油和其他類型(xing)的(de)碳氫化(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(xi)統(tong)大大簡化,效率提高(gao),排放為零。但目前氫的制取工藝較復雜(za),成本也較(jiao)高,如果利用以鹽為原料(liao)制取氯(lv)堿時(shi)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)作為原料來(lai)生(sheng)產甲(jia)醇。天然氣(qi)的(de)儲存、保管、充(chong)加(jia)、攜帶和運輸都(dou)很(hen)不方便,將其(qi)轉化為液(ye)體甲醇(chun)后,儲(chu)存(cun)、保(bao)管、充加、攜帶和運(yun)輸(shu)就要比氫氣方便(bian)多了。甲(jia)醇(chun)的(de)能量密度(du)(du)(Wh/L)較大,高純(chun)度(du)(du)的(de)甲(jia)醇(chun)具有單一的(de)成分,可以在較低的(de)溫度(du)(du)條件下進行重(zhong)整(zheng),使重(zhong)整(zheng)工藝簡(jian)化(hua),從(cong)而簡化(hua)燃料處理的工藝和設備。但在輕型和微型FCEV上,由于目(mu)前重整系統設備體積和質(zhi)量(liang)都(dou)很大,顯(xian)著地(di)降低了采用(yong)燃料電池地可行(xing)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(you)熱(re)量(liang)轉(zhuan)換為汽車驅動力的(de)效(xiao)率(lv)僅為11%左右。如果將汽油(you)重整為(wei)氫氣供(gong)燃料電池作為(wei)燃料,再(zai)經過傳動(dong)系統(tong)驅動(dong)FCEV,汽油熱量轉(zhuan)換為汽車驅動力的效率可以達到34%左(zuo)右,幾乎(hu)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(wai)的(de)(de)碳氫化合(he)物(甲烷等(deng))作為燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池(chi)的(de)(de)燃(ran)(ran)料(liao)(liao),但它們(men)在化學反(fan)應過程中容易在鎳正極上產(chan)生積碳和一些聚合物。經(jing)過改(gai)用銅和陶瓷混合物燒結(jie)的(de)正極后有效地(di)解決了正極上產生積碳和一些聚合物的(de)問題(ti),使(shi)得甲烷、乙烷、甲苯、丁烯(xi)、丁烷等(deng)碳氫化合物為燃料電池(chi)的(de)最(zui)佳燃料之一。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃(ran)料電池電動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)的(de)(de)工作(zuo)(zuo)原(yuan)理是,作(zuo)(zuo)為(wei)燃(ran)料的(de)(de)氫在汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)搭載的(de)(de)燃(ran)料電池中,與大(da)氣中的(de)(de)氧氣發生(sheng)氧化還原(yuan)化學反應,產生(sheng)出電能(neng)來帶(dai)動(dong)電動(dong)機(ji)(ji)工作(zuo)(zuo),由電動(dong)機(ji)(ji)帶(dai)動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)中的(de)(de)機(ji)(ji)械(xie)傳動(dong)結(jie)構,進(jin)而帶(dai)動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)的(de)(de)前橋(或后橋)等行走機(ji)(ji)械(xie)結(jie)構工作(zuo)(zuo),從而驅動(dong)電動(dong)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)前進(jin)。
燃(ran)料(liao)電池汽車是電動汽車的一種,其核(he)心部件是燃(ran)料(liao)電池。燃(ran)料電池汽車是(shi)用燃(ran)料(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,從而供電(dian)(dian)(dian)給(gei)車上的電(dian)(dian)(dian)動機(ji),使(shi)其運轉(zhuan)。燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)必須從電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)外部源(yuan)源(yuan)不斷地(di)向電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)提供氫氣、甲(jia)醇、汽油、甲(jia)烷等作為燃(ran)料(liao)。燃料電池的反(fan)應結果會產(chan)生極少(shao)的二氧(yang)化碳(tan)和氮(dan)氧(yang)化物,副產(chan)品(pin)主要產(chan)生水,因(yin)此被稱(cheng)為(wei)綠色新(xin)型環(huan)保汽車。
燃料電池汽車的氫(qing)燃(ran)(ran)料(liao)能通過(guo)幾種途徑(jing)得(de)到。有(you)些(xie)(xie)車(che)輛直接攜帶著純氫(qing)燃(ran)(ran)料(liao),另外一些(xie)(xie)車(che)輛有(you)可能裝(zhuang)有(you)燃(ran)(ran)料(liao)重整器(qi),能將烴類燃(ran)(ran)料(liao)轉(zhuan)化為富氫(qing)氣體。單(dan)個(ge)的燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)必須結(jie)合成燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)組,以便獲得(de)必需的動力,滿足車(che)輛使(shi)用的要求。