《新能源汽车基础》6燃料电池汽车

合集下载

6-试题库—新能源汽车概论.docx

6-试题库—新能源汽车概论.docx

新能源汽车概论试题库答案仅供参考第1章新能源汽车基础知识(-)名称解释(每题2分,共10分)1.新能源汽车2.电动汽车3.纯电动汽车4.混合动力电动汽车5 .燃料电池电动汽车(二)填空题(每空1分,共40分)1.新能源汽车主要包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车,其中混合动力电动汽车又分为插电式混合动力电动汽车和非插电式混合动力电动汽车。

2.车辆识别代码由3部分组成,第1部分是世界制造厂识别代号(WMI);第2部分是车辆说明部分(VDS—;第3部分是车辆指示部分。

/玲」。

3.小型新能源汽车牌照为渐变绿色,大型新能源汽车牌照为黄绿双拼色;中文字(汉字)、数字和字母颜色为黑色;牌照号码为—6_位数;纯电动的车型用 D , 非纯电动的车型用—o4.电动汽车质量参数主要包括整车整备质量、电动汽车总质量、电动汽车装载质量—和电池质量等。

5.纯电动汽车电能消耗量与整备质量和电池质量密切相关, 整备质量和电池质量越小,电能消耗量一越少。

6.电池基本参数有电压、电池容量、电池能量、能量密度、功率密度、电池放电倍率、荷电状态、寿命等。

7.新能源汽车的核心关键技术主要涉及动力电池技术、电驱动技术、智能网联技术和基础核心技术等。

8.到2025年,纯电动乘用车新车平均电耗降至12.0kW • h/100km,插电式混合动力(含增程式)乘用车新车平均油耗降至2.0L/100km 。

9.电动汽车最高车速包括最高车速(1km)和30min最高车速。

10.在我国,非插电混合动力电动汽车属于节能汽车。

(三)选择题(可单选,也可多选,每题2分,共20分)1.不属于新能源汽车的是(C )oA.纯电动汽车B.插电式混合动力汽车C.液化石油气汽车D.燃料电池电动汽车第4章燃料电池电动汽车认知(一)名称解释(每题2分,共10分)1.燃料电池2.燃料电池发电系统3.燃料电池堆4.固体氧化物燃料电池5.车载储氢系统(二)填空题(每空1分,共40分)1.按多电源的配置不同燃料电池电动汽车可分为________ 驱动的FCEV、燃料电池与辅助蓄电池联合驱动的FCEV、燃料电池与超级电容联合驱动的FCEV以及燃料电池与辅助动力源和超级电容联合驱动的FCEVo其中采用燃料电池与辅助动力源联合驱动的FCEV使用较为广泛。

新能源汽车相关基础理论

新能源汽车相关基础理论

一:新能源汽车类型及代号1、EV英文Electric Vehicle,电动汽车,涵盖了各种带电动特性的汽车。

基本上配置了电动机的汽车都可以统称为EV。

2、BEVBattery Electric Vehicle,电池动力汽车。

3、HEVHybrid Electric Vehicle,混合电动汽车。

由燃油和电池提供能源供给,燃油发动机和电机提供汽车驱动力。

4、PHEVPlug-in Hybrid Electric Vehicle,即插电式混合动力汽车。

相对HEV,PHEV的车载动力电池可以通过外插进行充电。

能量提供由电池和燃油提供。

动力提供由燃油发动机和电动机提供。

5、EREVExtended-Range Electric Vehicles,增程式电动汽车,通过燃油发电,给电池充电,电动机驱动汽车行驶。

6、FCVFuel Cell Vehicle,燃料电池汽车,其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能的从而提供行驶所需的能量,并由电动机驱动汽车行驶。

目前主要的燃料类型为氢二:核心结构在新能源汽车的整个平台架构中,VCU (Vehicle Control Unit 整车控制器)、MCU (Moter Control Unit 电机控制器)和BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 电池管理系统)是最重要的核心技术,对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影响。

VCU:• VCU是实现整车控制决策的核心电子控制单元,一般仅新能源汽车配备、传统燃油车无需该装置。

• VCU通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图;• 通过监测车辆状态(车速、温度等)信息,由VCU判断处理后,向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令,• 控制车载附件电力系统的工作模式;• VCU具有整车系统故障诊断保护与存储功能• 下图为VCU的结构组成,共包括外壳、硬件电路、底层软件和应用层软件,硬件电路、底层软件和应用层软件是VCU的关键核心技术• VCU硬件采用标准化核心模块电路(32位主处理器、电源、存储器、CAN )和VCU专用电路(传感器采集等)设计• 其中标准化核心模块电路可移植应用在MCU和BMS,平台化硬件将具有非常好的可移植性和扩展性• 随着汽车级处理器技术的发展,VCU从基于16位向32位处理器芯片逐步过渡,32位已成为业界的主流产品• 底层软件以AUTOSAR汽车软件开放式系统架构为标准,达到电子控制单元(ECU)开发共平台的发展目标,支持新能源汽车不同的控制系统;• 模块化软件组件以软件复用为目标,以有效提高软件质量、缩短软件开发周期• 驾驶员转矩解析、换挡规律、模式切换、转矩分配和故障诊断策略等是应用层的关键技术,对车辆动力性、经济性和可靠性有着重要影响• 下表为世界主流VCU供应商的技术参数,代表着VCU的发展动态BMS:• 电池包是新能源汽车核心能量源,为整车提供驱动电能• 它主要通过金属材质的壳体包络构成电池包主体,模块化的结构设计实现了电芯的集成• 过热管理设计与仿真优化电池包热管理性能• 电器部件及线束实现了控制系统对电池的安全保护及连接路径• 通过BMS实现对电芯的管理,以及与整车的通讯及信息交换• 电池包组成如下图所示,包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS。

《新能源汽车概论》 教学设计(任务3-1 燃料电池汽车)

《新能源汽车概论》 教学设计(任务3-1  燃料电池汽车)

授课教案纲要与流程设计(教案)任务3-1 燃料电池汽车【任务引入】燃料电池汽车是一种低污染排放的汽车。

大力发展燃料电池汽车是为可持续发展做贡献。

燃料电池汽车(FCV)是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。

车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。

与通常的电动汽车比较,其动力方面的不同在于FCV用的电力来自车载燃料电池装置,电动汽车所用的电力来自由电网充电的动力蓄电池。

因此,FCV的关键是燃料电池。

【学习目标】1.知识目标①能够正确描述燃料电池的基本结构原理、特点及应用于汽车的燃料电池种类。

②能够正确描述质子交换膜燃料电池的组成、各组成部分的作用及基本工作原理。

③能够正确描述燃料电池组的组成及各组成部分的作用。

④能够正确描述以氢为燃料的燃料电池发电系统和以甲醇为燃料的燃料电池发电系统的组成及各组成部分的功能。

⑤能够正确描述燃料电池汽车采用的电源复合结构种类及各类型电源复合结构的特点。

⑥能够正确描述燃料电池汽车混合动力系统的类型及各类型系统的特点。

⑦能够正确描述车载氢气系统的安全装置种类及各类型安全装置的作用。

2.能力目标①能够根据具体的燃料电池汽车,简单说明其特点。

②能够通过观察,找出代表燃料电池汽车的典型部件。

3.素质目标①具备劳动安全保护、理论与实际相结合的职业素养。

②具备坚持可持续发展等综合素养。

第1页【相关知识学习】一、燃料电池汽车的发展历史1.国外燃料电池汽车的发展历史2.我国燃料电池汽车的发展历史二、燃料电池1.概述2.质子交换膜燃料电池三、燃料电池发电系统的结构及工作原理1.以氢气为燃料的燃料电池系统2.以甲醇为燃料的燃料电池系统3.燃料电池汽车的电源复合结构4.燃料电池汽车混合动力系统5.FCEV的多电源电力总成控制策略四、车载氢气系统的安全措施1.对车载氢气系统的要求2.车载氢气系统的安全装置五、典型的氢燃料电池汽车1.本田燃料电池汽车2.奥迪Q5HFC3.奔驰B级燃料电池汽车4.“超越”系列燃料电池汽车5.丰田混合动力燃料电池大客车第2页。

新能源汽车基础知识

新能源汽车基础知识

新能源汽车基础知识展开全文1.新能源汽车的定义和分类概述新能源汽车的定义2007年11月1日,国家发展和改革委员会制定的《新能源汽车生产准入管理规则》(下称《规则》)正式施行。

《规则》明确给出了新能源汽车的定义及分类,根据《规则》,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

新能源汽车的分类1、电动汽车2、燃气汽车3、醇类汽车4、氢燃料汽车5、生物柴油汽车电动汽车电动汽车大致分为纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。

电动汽车的一个共同特点是汽车完全或部分由电力通过电机驱动,能够实现低排放和零排放。

燃气汽车燃气汽车主要包括天然气汽车和液化石油气汽车。

天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车,主要以压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、吸附天然气(ANG)为燃料,常见的是压缩天然气汽车(CNGV)。

液化石油气汽车(LPGV)是以液化石油气(LPG)为燃料。

醇类汽车醇类汽车就是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车,使用比较广泛的是乙醇,乙醇来源广泛,制取技术成熟,最新的一种利用纤维素原料生产乙醇的技术,其可利用的原料几乎包括了所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物。

目前醇类汽车多使用乙醇与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动,既不需要改造发动机,又起到良好的节能、降污效果。

氢燃料汽车氢是清洁燃料,采用氢气作燃料,只需略加改动常规火花塞点火式发动机,其燃烧效率比汽油高,混合气可以较大程度地变稀,所需点火能量小,有利于节约燃料。

氢气也可以加入其它燃料(如CNG)中,用于提高效率和减少N02 排放。

2.纯电动汽车概述电动汽车可分为纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三大类,纯电动汽车是电动汽车的技术基础。

纯电动汽车就定义来说是单纯用蓄电池作为驱动能源的汽车,它是涉及到机械、动力学、电化学、电机学、微电子与计算机控制等多种学科的高科技产品,下图为法国标致101型电动汽车。

《新能源汽车技术》教学教案(全)

《新能源汽车技术》教学教案(全)

《新能源汽车技术》教学教案(第一部分)一、教学目标1. 了解新能源汽车的基本概念、分类及发展历程。

2. 掌握新能源汽车的动力系统组成及工作原理。

3. 了解新能源汽车的关键技术及其发展趋势。

二、教学内容1. 新能源汽车的基本概念新能源汽车的定义新能源汽车与传统燃油车的区别2. 新能源汽车的分类纯电动汽车混合动力汽车燃料电池汽车其他新能源汽车(如氢发动机汽车、太阳能汽车等)3. 新能源汽车的发展历程世界新能源汽车的发展概况中国新能源汽车的发展概况4. 新能源汽车的动力系统组成及工作原理电动汽车的动力系统组成混合动力汽车的动力系统组成燃料电池汽车的动力系统组成5. 新能源汽车的关键技术电池技术电机及控制技术能源管理系统充电设施及技术三、教学方法1. 讲授法:讲解新能源汽车的基本概念、分类、发展历程等理论知识。

2. 案例分析法:分析具体的新能源汽车案例,让学生了解动力系统组成及工作原理。

3. 讨论法:组织学生讨论新能源汽车的关键技术及其发展趋势。

四、教学资源1. PPT课件:新能源汽车的基本概念、分类、发展历程、动力系统组成及工作原理等。

2. 案例资料:新能源汽车案例及相关数据。

3. 网络资源:新能源汽车相关的新闻、技术文章等。

五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对新能源汽车基本概念、分类、发展历程的掌握情况。

2. 小组讨论:评估学生在讨论新能源汽车关键技术及其发展趋势时的表现。

3. 课后作业:布置相关课后作业,检验学生对课堂所学知识的巩固程度。

《新能源汽车技术》教学教案(第二部分)六、教学内容6. 新能源汽车的政策与补贴国家政策对新能源汽车的支持各地方政府对新能源汽车的政策及补贴新能源汽车推广应用相关政策及措施7. 新能源汽车的市场概况新能源汽车市场规模及增长趋势主要新能源汽车企业的市场表现新能源汽车消费者的需求及购买行为8. 新能源汽车的技术创新与挑战新能源汽车技术的最新进展技术创新在新能源汽车发展中的作用新能源汽车面临的技术挑战及解决方案9. 新能源汽车的安全与环保新能源汽车的安全性能新能源汽车的环境影响安全与环保在新能源汽车发展中的重要性10. 新能源汽车的推广与应用新能源汽车推广应用的现状阻碍新能源汽车广泛应用的因素新能源汽车未来发展趋势及应用前景七、教学方法1. 讲授法:讲解新能源汽车政策与补贴、市场概况、技术创新与挑战、安全与环保等内容。

燃料电池电动汽车课件

燃料电池电动汽车课件

优点
③燃料多样化,优化了能源消耗结构。
燃料电池所使用的氢燃料来源广泛,自然界 中,氢能大量存储在水中,可采用水分解制 氢,也可以从可再生能源获得,可取自天然 气、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤以及再生 能源。燃料来源的多样化有利于能源供应安 全和利用现有的交通基础设施(如加油站 等)。燃料电池不依赖石油燃料,各种可再 生能源可以转化为氢能加以有效利用,减少 了对石油资源的依赖,优化了交通能源的构 成。
燃料电池技术虽已取得快速发展,但要使其装载使用达到规模,仍 有一些难题需要解决,例如氢的制取、储存及携带成本高、基础设 施建设投资大等。当前研究和开发工作的重点是降低成本和开发大 规模制造工艺。随着燃料电池的体积功率和质量功率的逐步提高, 生产成本的不断降低,制造材料和工艺的进一步改进和完善,以燃 料电池作动力的汽车将会得到广泛使用。
04
现实事例
丰田Mirai燃料电池汽车
本田Clarity Fuel Cell
丰田Mirai燃料电池汽车——整车
丰田Mirai燃料电池汽车——子系统
01
02
燃料电 储能 池堆 电池
03
04
05
高压储 氢气罐
驱动电机 和FC升压 变频电机
动力控 制装置
燃料电 池堆
丰田Mirai燃料电池汽车—子系统
储能 电池
为了提高效率,Mirai 后备箱中有一块镍氢储 能电池,用于吸收燃料 电池组输出剩余的电能 和车辆行驶过程中回收 的电能,供汽车急加速 或车载电池使用。
丰田Mirai燃料电池汽车—子系统
驱动 电机
动力控 制装置
FC升 压变频

TFCS系统中,燃料电池发出的电能 还需要经过升压变频器的升压才能 供给电动机使用,最大输出电压为 650V。

新能源汽车技术概论 第七章 燃料电池电动汽车

新能源汽车技术概论 第七章   燃料电池电动汽车
离子电池(High-Output Battery)等五部分组成。
本章课程结束
3)需要配备辅助电池系统
燃料电池可以持续发电,但不能充电和回收再生制动的反馈能量。通常在燃料电池汽 车上须增加辅助电池,来储存燃料电池富裕的电能和在燃料电池汽车减速时接受再生 制动时的能量。
燃料电池电动汽车基本机构
纯燃料电池电动汽车只有燃料电池一个动力源,汽 车的所有功率负荷都由燃料电池承担。其主要缺点有: 燃料电池的功率大,成本昂贵。
(1)当输入直流电压在一定范围内变化时,能输出负载要求的变化范围的 直流电压。
(2)输出负载要求的直流电流(范围):能够输出足够的直流负载电流, 并且能够允许在足够宽的负载变化范围的情况下设备能正常运行。
(3)变换器是能量传递部件,因此需要转换效率高,以便提高能源的利用 率;
(4)为了降低对燃料电池的输出电压要求,变换器应具有升压功能; (5)由于燃料电池输出的不稳定,需要变换器闭环运行进行稳压,为了给 驱动器稳定的输入,需要变换器有较好的动态调节能力;
燃料电池发动机系统
驱动电机 DC/DC变换器的基本功能:
(1)直流电机驱动系统采用换向器和电刷,保证了励磁磁动势与电枢磁动 势的严格正交,易于控制。但直流电机结构复杂,其高速性能和可靠性受换 向器和电刷的影响较大。 (2)交流电机坚固耐用、结构简单、技术成熟、免维护、成本低,尤其适 合恶劣的工作环境。其缺点在于损耗大、效率低、功率因数低,进而导致控 制器容量增加,成本上升。
功率跟随模式 开关模式。
五、 典型的氢燃料电池汽车
图7-14 2017款本田FCX Clarity燃料电池车
Honda FCX Clarity主要动力部件的整车布置图
Honda FCX Clarity动力系统结构主要由动力控制单元 (Power Control Unit),燃料储气罐(Hydrogen Storage Tank),驱动 电机(Electric Motor),燃料电池堆(Fuel Cell Stack ),高功率的锂

《新能源汽车技术》教学课件 第6章 新能源汽车的维护和保养

《新能源汽车技术》教学课件 第6章 新能源汽车的维护和保养
(8)不要随身携带任何金属物体或其他导电体,以 免不小心掉落引起线路短路;
(9)拆下高压配线后应立刻用绝缘胶带将其包好, 保证其完全绝缘;
(10)一定要按规定扭矩将高压螺钉端子拧紧,扭 矩过大或过小都有可能导致故障;
(11)完成对高压系统的操作后,在重新安装检修 塞前,应再次确认在工作平台周围没遗留任何零件或工具, 并确认高压端子已拧紧,连接器已插好。
6.1新能源汽车维修的注意事项
在检修过程中(如安装或拆卸零部件、对车辆进行检 查等)必须注意以下几点:
(1)对高压系统进行操作时首先应将车辆电源开关关 闭;
(2)戴好绝缘手套(戴绝缘手套前一定要先检查手套, 不能有破损,哪怕针眼大的破损也不行,不能有裂纹,不 能有老化的迹象,也不能是湿的);
6.1新能源汽车维修的注意事项
用测量盒借助于某个测量适配器来测量停电(无电压) 状态。另外,还可用它来确定绝缘电阻。
6.1新能源汽车维修的注意事项
3.车辆标识和工作区安全
6.1新能源汽车维修的注意事项
4.高电压技师 获得国家安监局电工作业资格 ►经销商内部可以执行车辆高电压系统维修工作的机电维 修人员 ►混合动力汽车及其它高电压系统维修的资格培训(电动 车,燃料电池车) ►高压电技师必须参加考试并获得资格证书 ►必须注意:只能在高压系统已断电的情况下来对其进行 检修! (请留意国家具体的法律规定!)
6.1新能源汽车维修的注意事项
5.在检修高压系统时,必须注意什么? 所有橙色的线均带高压,可能危及生命! ►不得将喷水软管和高压清洗装置直接对准高压部件! ►高压接头上不可使用机油、润滑脂和触点清洗剂等! ►在高压导电部件附近进行检修工作时,必须先让系统断 电! ►在进行焊接、用切削工具加工以及用尖锐工具进行操作 时,必须先让系统断电! ►所有松开了的高压接头必须严防进水和污物!
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

三、燃料电池的类型
按照工作温度的不同: 低温型(低于200℃)、中温型(200~750℃)和高温型 (大于750℃)
按燃料来源: 直接式、间接式、再生型
按照电解质: 碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳 酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及 质子交换膜燃料电池(PEMFC)
(3)过载能力强。燃料电池的短时过载能力可达2倍的额定功率或更 大,而内燃机没有这样强的过载能力,燃料电池的这个特点特别适 合汽车的短时加速的特性。
(4)振动与噪声小。燃料电池属于静态能量转换装置,无运动部件, 因此在运行过程中噪声和振动很小。
(5)易于实现模块化。燃料电池容易通过串联、并联等模块化组合, 提高输出功率。
第6章 燃料电池汽车
燃料电池概述 氢的制取与存储 质子交换膜燃料电池 燃料电池汽车结构与类型 燃料电池汽车的氢安全
第1节 概述
一、燃料电池的概念
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通 过电极反应转化为电能的发电装置。
燃料(如氢气、甲醇等)和氧化剂(如氧气)分别作 为电池两极的活性物质保存在电池本体外,在使用时 将它们通入电池体内。
要用贵重金属铂作催化剂,燃料气体中的CO会使铂中毒。 比能量高达200Wh/kg,单体电池电压1V,有利于降低电动汽车 的整备质量和使用费用。采用固体电解质,没有腐蚀,安全耐用,。 在常温下容易快速起动和关闭。
直接甲醇燃料电池DMFC
使用铂或铂合金作为催化剂,电解质采用酸性硫酸基三氟甲烷 或质子交换膜。 燃料电极(负极) CH 3OH H2O CO 2 6H 6e
磷酸燃料电池在180-220°C工作时,性能稳定,能自行排水。 能耐受CO,不能耐受S,余热可以用于电池内部加压和重整。
用铂作为催化剂,成本高。氧电极极化大,消耗大,对燃料气 体的质量要求高。
熔态碳酸盐燃料电池MCFC
以Li2CO3和K2CO3混合物为电解质。在燃料电极处采用多 孔镍为催化剂,在氧电极处采用掺锂和氧化镍为催化剂。化学 反应温度为600-700°C 。
氧电极(正极) O2 4H 4e 2H2O
甲醇来源丰富,成本低,易储存运输。工作温度为50-100°C,预 期寿命10000h,但功率密度低,只有0.04-0.23W/cm2。技术还不成 熟。
MCFC和SOFC工作温度过高,难于在电动汽车上应用,DMFC 技术还不成熟,功率密度太低。
PAFC、AFC和PEMFC可在电动汽车上应用。
PEMFC功率密度高、使用寿命长、工作温度低、预期成本低, 比AFC优越。
第2节 氢的制取与存储
一、氢的取
1. 化石燃料制氢 ✓ 天然气制氢 :天然气蒸汽重整 、天然气部分氧化 、天
然气自热重整 ✓ 煤气化制氢:煤的地面气化技术 、煤的地下气化技术
2. 利用工业生产含氢尾气制氢 ✓ 合成氨生产尾气制氢 ✓ 炼油厂回收富氢气体制氢 ✓ 氯碱厂回收副产氢制氢 ✓ 焦炉煤气中氢的回收利用
固态氧化物燃料电池SOFC
氧化钇为稳定剂的氧化镐固体氧化物作为电解质。在燃料极处 采用Ni+YZrO2固体氧化物为催化剂,在氧电极处采用 Sr0.1La0.9MnO3固体氧化物为催化剂。反应温度为800-1000°C 。
燃料面广,可以用煤作为燃料。高温条件下可以不用催化剂就 发生化学反应。固体氧化物催化剂对电池的结构材料没有腐蚀。 可以实现内部重整。余热可以用来加热空气和甲醇等燃料。
熔态碳酸盐燃料电池可以用非贵重金属作为催化剂,能够耐 受CO和CO2,可以采用富氢燃料,余热温度高,可以充分利用。
以Li2CO3和K2CO3混合物为电解质,会烧损或脆裂,降低了 电池的寿命。在整个化学反应过程中, CO2要循环使用,从燃 料电极排出的CO2要经过除H2后按一定比例与空气混合后送入 氧电极,增加了电池的结构和控制的复杂性。
全固态固体氧化物材料制取困难,制作工艺复杂。由于工作温 度高,需要采用隔热措施,热效率较熔态碳酸盐燃料电池低。
固态聚合燃料电池SPFC,质子交换膜燃料电池PEMFC
质子交换膜采用氟黄酸质子交换膜,具有电解质、电极活性物质 的基底和能够选择透过离子的功能。
采用两个碳电极和质子交换膜,在电极内浸入氟黄酸并与质子交 换膜压合。在电极之间为催化剂层和电解质。输送到多孔质燃料夹 层中的H2,扩散到多孔负极板中,在催化剂的作用下转化为电子和 H+, H+通过质子交换膜到达正极,与正极多孔质空气夹层中的O2 发生氧化作用,转化为电能和水。
碱性燃料电池需要以纯氢为燃料,因为C会生成CO和CO2,CO 会引起催化剂中毒,使燃料电池效率降低或完全损坏,会与碱性溶 液生成碳酸盐,工作温度50-200°C ,余热利用率低。
可以用非贵重金属作为催化剂。氧电极极化小。
磷酸燃料电池PAFC
采用铂、多孔石墨为催化剂。100%的磷酸为电解质。 通常磷酸燃料电池是用甲醇经过重整处理转化的H2为燃料, H2不断的输入到燃料电极石墨多孔质燃料夹层中,约80%以上 分解后的H+经过多孔质催化剂层和只能通过H+的高分子电解质 膜,移动到氧电极处与O2发生氧化反应。在氧电极处,经过过 滤的氧气或空气,进入氧电极石墨多孔质空气夹层中,使得磷 酸燃料电池能够不断的产生电能。
燃料电池实质上是电化学反应发生器。由阴极、阳极 和电解质三部分组成。反应机理是将燃料中的化学能 不经燃烧而直接转化为电能。
二、燃料电池的优点
(1)效率高。燃料电池不是热机,因此不受卡诺循环的限制,效率 很高,目前已达60%。
(2)零排放或排放极低,对环境基本无污染。燃料电池没有燃烧过 程,用化学方式直接转换化学能,属于“冷燃烧”。氢氧燃料电池 的产物只有水,没有其他废气排出。
碱性燃料电池AFC
碱性燃料电池以吸附KOH的石棉膜为电解质。在燃料电极处采 用多孔镍或铂、钯为催化剂,在氧电极处用多孔银或金属氧化物、 尖石晶为催化剂。催化剂的基底装在碳化硅的容器中,在容器中灌 入100%的磷酸为电解质。氧电极和燃料电极的外侧为石墨复合材 料的多孔质夹层,供燃料或氧气在其中流动。
相关文档
最新文档