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(chang)的實驗(yan)和可行性研究中(zhong)(zhong),大致以下物質是人(ren)們心目中(zhong)(zhong)理(li)想能用做(zuo)燃料(liao)電池的燃料(liao):有氫氣(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油(you)和其他類型的碳氫(qing)化合物。
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)統大(da)大(da)簡化,效率提高,排(pai)放為零。但目前氫的制取工藝較復雜,成本也較高,如果利(li)用以鹽(yan)為原(yuan)料制取氯堿時(shi)所產(chan)生的氫氣,可以降低費用(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作為原料(liao)來(lai)生產甲醇。天然(ran)氣的儲(chu)存、保管、充加、攜帶和運輸都很(hen)不(bu)方便,將其轉化為液體甲醇后,儲存、保管、充加(jia)、攜帶(dai)和運(yun)輸就要比氫氣方便多了。甲(jia)醇的能量密(mi)度(du)(Wh/L)較大,高純度(du)的甲(jia)醇具(ju)有(you)單(dan)一的成(cheng)分,可以在較低的溫(wen)度(du)條(tiao)件下進行重整,使重整工藝簡化(hua),從而(er)簡化(hua)燃料處理的工藝和(he)設備。但在輕型(xing)和(he)微型(xing)FCEV上(shang),由于目前重整系(xi)統設備體(ti)積和質量都很大,顯著地(di)降低了采用燃料(liao)電池(chi)地可(ke)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(qi)油(you)熱量(liang)轉換為(wei)汽(qi)車驅(qu)動力的效率僅為(wei)11%左(zuo)右。如果將汽(qi)油(you)重整為(wei)(wei)氫氣供燃料電(dian)池(chi)作為(wei)(wei)燃料,再(zai)經過傳動系統驅動FCEV,汽油(you)熱(re)量轉(zhuan)換(huan)為汽車驅動力的效率可以達(da)到34%左右,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)碳氫化合物(甲烷等)作為燃料電池的(de)燃料,但它(ta)們在化學反應過(guo)(guo)程中容易(yi)在鎳正極上(shang)產生積碳和一些(xie)聚合物。經過(guo)(guo)改用(yong)銅(tong)和陶(tao)瓷(ci)混(hun)合物(wu)(wu)燒結的(de)正極后有效地解決(jue)了正極上產生積(ji)碳和一(yi)些(xie)聚合物(wu)(wu)的(de)問題,使得甲烷、乙烷、甲苯(ben)、丁(ding)烯、丁(ding)烷等碳(tan)氫化(hua)合物為(wei)燃料電池的最佳燃料之一(yi)。
二、燃料電池電動汽車的工作原理
燃(ran)料電(dian)池電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)工作(zuo)原理是,作(zuo)為燃(ran)料的(de)氫在汽(qi)車(che)搭載的(de)燃(ran)料電(dian)池中(zhong),與大氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)(yang)氣(qi)發(fa)生氧(yang)(yang)化還原化學(xue)反(fan)應,產生出電(dian)能(neng)來帶(dai)動(dong)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)工作(zuo),由(you)電(dian)動(dong)機(ji)(ji)帶(dai)動(dong)汽(qi)車(che)中(zhong)的(de)機(ji)(ji)械傳動(dong)結構,進(jin)而(er)帶(dai)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)前橋(或后橋)等行走(zou)機(ji)(ji)械結構工作(zuo),從而(er)驅(qu)動(dong)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)前進(jin)。
燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)汽車是電(dian)動汽車的一種,其(qi)核心部件是燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)。燃(ran)料電池(chi)汽車是用(yong)燃料電池(chi)(chi)代替蓄電池(chi)(chi)產生電能(neng),從(cong)而供電給車上(shang)的(de)電動(dong)機,使其(qi)運(yun)轉。燃料電池(chi)(chi)必須從(cong)電池(chi)(chi)外部源源不斷地向電池(chi)(chi)提供氫氣(qi)、甲醇、汽油、甲烷等(deng)作(zuo)為燃料。燃料電池的反應結果(guo)會產生極少的二氧化(hua)碳(tan)和氮氧化(hua)物,副(fu)產品主(zhu)要產生水,因此(ci)被稱為(wei)綠色新型環保(bao)汽車(che)。
燃料電池汽車的氫(qing)燃料(liao)能(neng)(neng)通過(guo)幾種途徑得到。有(you)些(xie)車(che)(che)輛直接攜帶著純氫(qing)燃料(liao),另外一些(xie)車(che)(che)輛有(you)可能(neng)(neng)裝有(you)燃料(liao)重(zhong)整器,能(neng)(neng)將烴類燃料(liao)轉化為富氫(qing)氣(qi)體。單個(ge)的燃料(liao)電(dian)池(chi)必須結合(he)成(cheng)燃料(liao)電(dian)池(chi)組,以便獲(huo)得必需的動力,滿足車(che)(che)輛使(shi)用的要求。