联悦氢能

氢燃料汽车其实并不神秘 看完你就知道它的工作原理了

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氢燃料汽车其实并不神秘 看完你就知道它的工作原理了

2018-12-26 08:53:34 浏览次数:876

随着环保法规的升级,新能源车受到了各家车企的追捧,除了眼前的电动车尽享风光外,充满未来感的氢燃料汽车也是部分车企攻关的重点。在氢燃料汽车全面到来之前,我们不妨对氢燃料汽车提前多些了解。

氢燃料汽车不管带有多少黑科技,但终究是一台“车”,所以除动力系统外,与现在成熟度相对较高的电动车没太多实质性差别,也就是说氢燃料汽车的独特之处是在于氢燃料电池,和与之相匹配的是氢燃料的储存。我们就看看氢燃料电池是如何工作和氢燃料如何实现储运的。

原理是氢氧结合生成水 真正实现零排放

目前质子交换膜燃料电池是受众广的技术路线,因为其在工作过程中不涉及氢氧燃烧,能量转化率高、工作过程无污染、可模块化发电,可靠性高、工作无噪音等优点。

电池工作时,向氢电极供应氢气,同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下,通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电,在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后,反应过程就能连续进行。

工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(氧气)。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正氢离子和电子。氢离子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上,氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。

多种储存方式 各有利弊

氢燃料以何种形态装载汽车上是个大问题,安全性能、能源密度等都是评价其性能的重要指标。目前,氢燃料的储存方法大体可以分为三种,即高压储氢法、液态储氢法和固体储氢法。

高压储氢法

高压储氢法,也称为气态储氢法,是将氢气加压储存在储氢容器内,形式上和天然气车CNG气瓶类似。优点是在三种储氢方式中成本低,储氢密度较大,缺点是安全性较低。

液态储氢法

液态储氢法是在20.28K(-252.77摄氏度)的低温下将氢气液化,然后储存在低温容器内。优点是储氢密度大,缺点是成本高,附属系统庞大,故不适合做车载容器。

固体储氢法

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纳米储氢模型

固体储氢法,是利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用,将氢储存于固体材料中。固态储存一般可以做到安全、高效、高密度,是气态储存和液态储存之后,最有前途的研究发现。目前常见固体储氢方式有合金储氢、纳米储氢等。优点是安全稳定,缺点是成本过高。

目前,氢的制取、储存和携带成本高、基建设施投资大等问题困扰着氢燃料汽车的前进之路,近来丰田、现代等车企发布了燃料电池汽车可以说在新能源的路上取得了阶段性进步。不过,从大范围来说,燃料电池汽车还处于探索阶段,要使其形成规模,还有许多技术难题需要解决。



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