質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理?
作者:訪客發(fā)布時間:2021-07-16分類:催化劑及助劑瀏覽:127
(亞南集團氫燃料電池,亞小南為您解答)
質(zhì)子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell)是一種燃料電池,在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和質(zhì)子交換膜組成,陽極為氫燃料發(fā)生氧化的場所,陰極為氧化劑還原的場所,兩極都含有加速電極電化學(xué)反應(yīng)的催化劑,質(zhì)子交換膜作為傳遞H+的介質(zhì),只允許H+通過。工作時相當(dāng)于一直流電源,陽極即電源負(fù)極,陰極即電源正極。
南陽的水氫機器電車你怎么看?標(biāo)志著新一代能源利用嗎?
騙局:南陽水氫電動汽車的本質(zhì)是氫燃料電池堆增程,沒有標(biāo)志意義也不是顛覆性的技術(shù),無非是換一個思路理解燃料電池。錯誤理解1:水不能直接作為燃料燃燒產(chǎn)生動能,同樣是液體的石油可以作為燃料,原因是其主要成分是碳?xì)浠衔铮紵竽苋紵裏岙?dāng)然符合內(nèi)燃式熱機的需求。所以有些人講這種車單純的理解為【水=燃料】是絕對錯誤的,其本質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)發(fā)電。
錯誤理解2:氫燃料電動汽車被理解為氫驅(qū)動汽車,這樣理解也是絕對錯誤的;其運行的原理是通過氫與氧在燃料電池的催化劑作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),氫與氧通過進氣口進入各個電池的雙極板開始反應(yīng),反應(yīng)過程中氫離子通過質(zhì)子交換膜達到陰極(正極),反應(yīng)產(chǎn)生的電子通過電路也會達到陰極,電子在傳遞過程中產(chǎn)生了直流電,將這些電“充”入儲能電池包進行充電,最終由電機驅(qū)動車輛行駛。
簡單理解:氫燃料電池堆不儲能而是發(fā)電增程器,儲能的還是電池組,本質(zhì)是增程式電動汽車。而“充電”也是錯誤理解,所謂充電只是利用電池堆發(fā)電形成電場,在電場的作用下動力電池(儲能電池)內(nèi)部的鋰離子完成從正極到負(fù)極的“位置轉(zhuǎn)換”,這是充電;放電則是鋰離子從負(fù)極到正極的“位置轉(zhuǎn)換”,期間并沒有能量的增加。
所以氫燃料電池堆發(fā)的電并不是1:1的充入電池,而是利用電“做功”完成電池的能量的“搬運”。
燃料電池堆的反應(yīng)發(fā)電過程能量轉(zhuǎn)化效率很低,所以需要消耗大量的氫去制造少量的電,其背后的能耗是很高的;因制氫無非是常規(guī)能源和電,前者已經(jīng)消耗殆盡、后者直充電動汽車的能耗只是氫燃料電動汽車的1/4而已。
但即使是如此高的能耗也比【水氫電動汽車】低。
水不能直接作為燃料、氫也不能,使用這兩種物質(zhì)只能依靠其化學(xué)反應(yīng)發(fā)電,所以水氫電動汽車的核心還是【電】。而氫燃料汽車是在工廠使用電解水或其他方式制造氫,之后用氫去與氧合作發(fā)電,那么水要怎么實現(xiàn)發(fā)電呢?
原理不復(fù)雜但很詭異:
將水加入汽車。
利用動力電池組的已有電量開始電解水。
電解水產(chǎn)生氫。
氫與氧在燃料電池堆反應(yīng)發(fā)電。
電流反向供給給電池組進行“充電”。
利用動力電池組電量驅(qū)動車輛行駛。
氫燃料電池汽車需要的步驟為【4+5+6】,水氫燃料汽車的步驟是【1~6】,前者直接用氫是為掩蓋工業(yè)制氫的排放以及高能耗問題,后者毫不加以掩飾了。
電解水制氫基本為60kwh的電制造一公斤氫,一公斤氫可以驅(qū)動一臺普通代步車行駛接近100公里;假設(shè)該車輛電池組有120kwh容量,先去電解水制氫之后再發(fā)電,行駛里程勉強接近200km;而直接用120kwh的容量直驅(qū),即使是能量密度最低的磷酸鐵鋰,其續(xù)航里程超過500公里(真實續(xù)航)。
重點是制造這種氫燃料電池堆的成本極其高,因需要使用貴金屬鉑(白金)作為催化劑,不論水氫和直氫其制造成本如果換裝電池,作為電動汽車其電池組容量是可以輕松超過100kwh的。
直接加注氫的汽車是在背后消耗電、在車輛上發(fā)出更少的電,繞了一個小圈;水氫汽車是完整的把這種能量轉(zhuǎn)化放到了車上,實用性不要太低。
很顯然水氫汽車只是一次騙局,包括氫燃料汽車也只是在論證試驗階段,可以99%的肯定這種車一定會消失,龐青年留下的無非是一地雞毛。
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