电动观光车燃料电池储能技术

2015-07-08 14:16:03   来源:   评论:0   点击:   [收藏]

【陆地方舟电动汽车网gw.greenwheel.com.cn】燃料电池车辆不同于传统内燃机车辆,其动力来自燃料电池而非内燃机,因此减少了燃料消耗,排放更少,经济环保。燃料电池的优势是不受卡诺循环的限制,其理论能量...
    【陆地方舟电动汽车网 gw.greenwheel.com.cn】燃料电池车辆不同于传统内燃机车辆,其动力来自燃料电池而非内燃机,因此减少了燃料消耗,排放更少,经济环保。燃料电池的优势是不受卡诺循环的限制,其理论能量转换效率达80%~100%。在实际应用中,由于阴、阳极极化和浓差极化的存在和电解质的欧姆降以及热损失等,效率下降为40%~60%,但仍较传统内燃机的能量转换效率高10%~20%。燃料电池车辆不同于纯电动车辆,不需长时间充电,只需补充燃料即可继续工作。车用燃料电池不同于车用锂离子电池,后者是间断式储能装置,前者是连续式发电装置。燃料电池工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂,通过反应生成水,并释放电能。保持燃料供应,电池就会不断提供电能。
 

    电动观光车燃料电池是将储存在燃料(氢)和氧化剂(氧)中的化学能通过反应直接转化为电能的能量转换装置,产物为电、热和水蒸气,运行平稳,无机械损耗、振动和噪声,作为车辆绿色能源极具竞争力,显示出良好的应用前景。燃料电池车辆给国家新能源车辆战略发展带来新的选择同时也推动了燃料电池自身的迅猛发展。质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)具有能量转化率高、低温起动、比功率大、寿命长、起动速度快等特点,PEMFC以PEM为电解质,是目前燃料电池车辆的主要动力源。PEMFC由含催化结构的阳极、阴极和离子导电的电解质等构成,燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作。膜电极是PEMFC的核心部分,催化结构为负载纳米晶(阴极)和负载Pt-Ru纳米晶(阳极),由于PEMFC需采用贵金属Pt作为电极催化结构,燃料中微量CO还可导致Pt中毒,因此,成本高是阻碍PEMFC车辆发展的障碍。
 

    近年来,PEMFC技术取得了重大突破,催化结构中Pt载量大为降低,成本问题有望得到解决。但是PEMFC要在性能及成本方面达到与内燃机车辆有竞争力的水平还有大量的工作要做,特别是成本方面,为了降低成本,研究新材料(如新电极催化材料等)、新结构和新技术等显得非常迫切与重要。鉴于其重要性,燃料电池已经被美国列为使保持经济繁荣和国家安全而必须发展的27项关键技术之一,并被美国、加拿大等认定为21世纪必选的清洁能源系统。
 

    我国对PEMFC技术也非常重视,把该技术列为国家“863”重大科技专项,我国研制的燃料电池城市客车已在奥运会上作为绿色环保能源向世界展示。PEMFC电极存在不足,制备新型电极材料,提高材料强度、稳定性,开发价格低廉、性能优良的电极材料是学界关注的焦点。降低成本的主要途径是,开发新结构,减少Pt用量;或替代Pt,开发新材料。PEMFC基础研究集中在电极及催化结构铂系金属等技术上,开发新的高性能材料,降低Pt含量,扩大Pt催化表面积,提高催化性能,高效利用PEM是摆在研究者面前的巨大挑战。

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