氫能源汽車的工作原理
氫內(nèi)燃車和氫燃料電池車不同。氫內(nèi)燃車是傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機(jī)車的帶小量改動的版本。氫內(nèi)燃直接燃燒氫,不使用其他燃料或產(chǎn)生水蒸氣排出。這些車的問題是氫燃料很快耗盡。載滿氫氣的油缸只能行駛數(shù)英里,很快便沒能量。
儲氫方法:
傳統(tǒng)儲氫方法有兩種,一種方法是利用高壓鋼瓶(氫氣瓶)來儲存氫氣,但鋼瓶儲存氫氣的容積小,而且還有爆炸的危險;另一種方法是儲存液態(tài)氫,但液體儲存箱非常龐大,需要極好的絕熱裝置來隔熱。
近年來,一種新型簡便的儲氫方法應(yīng)運(yùn)而生,即利用儲氫合金(金屬氫化物)來儲存氫氣。研究證明,在一定的溫度和壓力條件下,一些金屬能夠大量“吸收”氫氣,反應(yīng)生成金屬氫化物,同時放出熱量。其后,將這些金屬氫化物加熱,它們又會分解,將儲存在其中的氫釋放出來。這些會“吸收”氫氣的金屬,稱為儲氫合金。
其儲氫能力很強(qiáng)。單位體積儲氫的密度,是相同溫度、壓力條件下氣態(tài)氫的1000倍,也即相當(dāng)于儲存了1000個大氣壓的高壓氫氣。儲氫合金都是固體,需要用氫時通過加熱或減壓使儲存于其中的氫釋放出來,因此是一種極其簡便易行的理想儲氫方法。
燃料電池現(xiàn)在可以使用的主要有這樣幾種:
1、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)1980年研制成功,在650攝氏度下工作,把熔融碳酸鹽作為電解質(zhì),把送到正極的二氧化碳作為離子載體。不需要催化劑,而且可以使用天然氣等其他氣體燃料。但是啟動時間較長。
2、固體氧化物燃料電池(SOFC)1980年研制成功,電解質(zhì)為含有氧化鋯等成分的固體陶瓷材料。工作在800~1000攝氏度的高溫,離子可以通過陶瓷材料。不需要鉑等催化劑。也可以使用其他氣體燃料,啟動時間也較長。
3、磷酸燃料電池(PAFC)1967年研制成功,工作溫度接近200度,需要催化劑,電解質(zhì)為磷酸水溶液,在飯店和醫(yī)院使用較多。
4、固體高分子燃料電池(PEFC)目前投入研究力量最大的電池,電解質(zhì)為高分子樹脂薄膜,可以實現(xiàn)小型化。工作溫度在100度以下,但是需要催化劑。也可以使用甲醇。啟動時間也最短。
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