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燃料电池的优缺点分别是什么?

九游会俱乐部LARGE  |  点击量:12447次  |  2019年11月25日  

摘要
燃料电池 发动机的特点 1、燃料电池的优点 1)节能、转换效率高、不需要石油燃料 a)除用汽油重整产生氢气外,其他(甲醇、碳氢化合物等)燃料基本不用石油燃料。 由发动机经驱动系
燃料电池发动机的特点

1、燃料电池的优点



1)节能、转换效率高、不需要石油燃料



a)除用汽油重整产生氢气外,其他(甲醇、碳氢化合物等)燃料基本不用石油燃料。

由发动机经驱动系统到车轮的综合效率,内燃机汽车为11%左右。以氢气为燃料的FCEV实际效率达到50%~70%;用甲醇为燃料,经过重整产生氢气FCEV,实际效率达到34%。可见,FCEV的实际效率大大高于内燃机汽车。

b)内燃机在额定功率附近才有最高效率,而在部分功率输出条件下运转,效率迅速降低。

燃料电池在额定功率下的效率可以达到60%,而在部分功率输出条件下运转效率可以达到70%,在过载功率输出条件下运转效率可以达到50~55%。高效率随功率变化的范围很宽,在低功率下运转下率高,特别适合于汽车动力性能的要求。

c)内燃机过载能力低,在过载运转时容易"熄火"。


2)排放达到零污染


内燃机排放废气中的有害气体,对环境造成的污染是内燃机汽车的致命缺点,尽管采取了各种各样的机内和机外的技术措施,只能是达到"低污染"的水平,由于内燃机汽车的数量庞大,即使是"低污染"也给地球环境带来巨大影响。用氢气作为燃料的燃料电池发动机主要生成物质为水,属于"零污染"。用碳氢化合物作为燃料的燃料电池发动机主要生成物质为水、二氧化碳和一氧化碳等,属于"超低污染"。出于对地球环境保护的要求和谋求新的能源,燃料电池发动机是比较理想的动力装置,并有可能逐渐取代石油作为车辆的主要能源。


3)车辆性能接近内燃机汽车


内燃机的比功率约为300W/kg,目前燃料电池本体的比功率为700W/kg,功率密度1000W/L。如果包括燃料电池的重整器、净化器和附属装置在内,比功率为300~350W/kg,功率密度280W/L。在能量方面燃料电池与内燃机相接近,因此其动力性能可以达到内燃机汽车的水平。


2、燃料电池的缺点


1)燃料种类单一


目前,不论是液态氢、气态氢、储氢金属储存的氢,还有碳水化合物经过重整后转换的氢是燃料电池的唯一燃料。氢气的产生、储存、保管、运输和灌装或重整,都比较复杂,对安全性要求很高。但燃料种类的单一性,可以建立标准化、统一的供给系统。


2)要求高质量的密封


燃料电池的单体电池所能产生的电压约为1V,不同种类的燃料电池的单体电池所能产生的电压略有不同。通常将多个单体电池按使用电压和电流的要求组合成为燃料电池发动机组,在组合时,单体电池间的电极连接时,必须要有严格的密封,因为密封不良的燃料电池,氢气会泄漏到燃料电池的外面,降低了氢的利用率并严重影响燃料电池发动机的效率,还会引起氢气燃烧事故。由于要求严格的密封,使得燃料电池发动机的制造工艺很复杂,并给使用和维护带来很多困难。


3)比功率还要进一步提高


内燃机的比功率约为300W/kg,以氢为燃料的燃料电池比功率约为300~350W/kg,功率密度为280W/L。甲醇经过重整产生的氢为燃料的燃料电池综合功率密度(包括重整器质量)降低到220W/L。为了满足FCEV动力性能的要求,需要进一步提高燃料电池发动机的比功率。


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