濕膜加濕的過程是空氣在與濕膜接觸的過程中實現(xiàn)熱質(zhì)的交換。通過改進電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),使其不需要借助外部設(shè)備就能保持膜電極的適當(dāng)濕度,維持燃料電池的性能。這種技術(shù)主要體現(xiàn)在以下兩個方面:一是通過増強膜兩側(cè)水濃度梯度的方法來增強水由明極向陽極的擴散;二是自増濕電解質(zhì)膜的研究,通常用在電解質(zhì)膜內(nèi)加入和SiO2顆粒的方法,其中起催化氫氧化合生成水的作用, SiO2起儲存水分的作用,在電池缺水時釋放出水。通過調(diào)節(jié)氣體流量、濕膜的大小和厚度以及水溫來改變濕膜加濕器加濕量的大小,將滿足燃料電池工作所需的具有定溫度、濕度的氣體送入燃料電池。氫能技術(shù)的應(yīng)用需要與現(xiàn)有的能源體系相互協(xié)調(diào),形成新的能源轉(zhuǎn)型路徑。北京氫能技術(shù)服務(wù)報價
現(xiàn)有的燃料電池發(fā)動機的供氣系統(tǒng)是由空壓機實現(xiàn)進氣壓力和進氣流量的控制的。供氣系統(tǒng)具體依靠空壓機或者鼓風(fēng)機將空氣吹進燃料電池發(fā)動機的各個電堆中,與供給的氫氣進行電化學(xué)反應(yīng),生成電能和水。氫氣來自于高壓的氫氣罐,經(jīng)過兩次減壓之后依然持有一定壓力從而順利進入各個電堆,而空氣需要經(jīng)過空壓機的鼓吹才能使得空氣附帶一定壓力而進入各個電堆??諌簷C需要根據(jù)需求功率的變化來調(diào)節(jié)壓縮量,保證電化學(xué)反應(yīng)的均衡性?,F(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷:這種方式首先需要空壓機根據(jù)需求功率的變化不斷變化工作模式,使得控制趨于復(fù)雜,并且空壓機的壽命降低,同時會產(chǎn)生較大的噪音,降低車輛舒適性;其次很難保證各個電堆進氣壓力和進氣量的一致性,不利于電化學(xué)反應(yīng)過程的穩(wěn)定進行,進而造成各電堆的功率不一致;另外,空壓機針對變功率的調(diào)節(jié)較慢,使得發(fā)動機的功率響應(yīng)較慢,進而制約燃料電池發(fā)動機全功率覆蓋的發(fā)展。氫能源實訓(xùn)室建設(shè)收費氫能技術(shù)的推廣需要大規(guī)模的投資和政策支持,以促進其發(fā)展和普及。
燃料電池電動汽車FCEV與其他電動汽車的根本區(qū)別是所用的動力源以燃料電池為主,而對于電動機驅(qū)動、傳動機構(gòu)以及汽車所需的各種輔助功能等與其他電動汽車基本類同。因此,本節(jié)主要介紹燃料電池汽車的基本結(jié)構(gòu)、燃料電池系統(tǒng)等內(nèi)容。燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)有多種形式,按照驅(qū)動形式,其可分為純?nèi)剂想姵仳?qū)動和混合驅(qū)動兩種形式。目前燃料電池電動汽車絕大多數(shù)采用的是混合式燃料電池驅(qū)動系統(tǒng),即以燃料電池系統(tǒng)作為主動力源,又增加了蓄電池組或超級電容作為輔助動力源。燃料電池可以只滿足持續(xù)功率需求,借助輔助動力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率,而且在制動時可以將回饋的能量存儲在輔助動力源中。
作為能量轉(zhuǎn)換裝置的氫燃料電池根據(jù)電化學(xué)原理將儲存在氫氣和氧氣中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。因此,其實際過程是氧化還原反應(yīng)。氫燃料電池主要由4部分組成,即陰極、陽極、外部負(fù)載和電解質(zhì)。氫氣和氧氣分別通過氫燃料電池的陽極流道和陰極流道進入電池內(nèi)部,經(jīng)過氣體擴散后到達(dá)電極催化層。氫氣在陽極上失去電子,電子通過外部負(fù)載流到陰極與氧氣結(jié)合生成離子。氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)組成:氫燃料電池系統(tǒng)由電堆、空氣供給系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成。氫燃料電池的集成設(shè)計目標(biāo)是將氫燃料電池零部件按照工作原理及設(shè)計要求,布置在氫燃料電池電堆周邊合理的位置,通過支架、硅膠管和殼體機械結(jié)構(gòu)將各個子系統(tǒng)零部件合理的連接起來,組成一個剛性整體,之后完成氫燃料電池發(fā)動機的集成。氫能技術(shù)的實現(xiàn)需要相關(guān)單位、工業(yè)和學(xué)術(shù)界的合作與支持。
實際應(yīng)用較多的氫燃料發(fā)動機,是將氫與汽化的汽油或柴油混合后再燃用,氫在混合燃料中占30%~85%。汽油箱中的汽油通過化油器向發(fā)動機提供,在不使用氫燃料時與傳統(tǒng)燃料系統(tǒng)相同。附加的氫燃料供給系統(tǒng)由甲醇容器、氫發(fā)生器、控制閥、壓力表等組成,氫發(fā)生器串接在排氣管上。甲醇容器中的甲醇進入氫發(fā)生器之后,在廢氣余熱和催化劑作用下裂解生成氫。在發(fā)動機汽缸真空度作用下,生成的氫被吸入化油器與汽油混合,混合燃料的濃度可通過化汽器各個閥控制。國內(nèi)氫發(fā)生器所用的催化劑一般含有鎳、鉑鈀、鉀和鋁等元素,發(fā)動機排氣管中的廢氣余熱為 300℃~780℃。對 492QA2 汽油機作臺架及道路試驗表明,發(fā)動機使用摻氫汽油后在燃油經(jīng)濟性和廢氣排放方面有明顯改善,而動力性與燃用純汽油時基本相同。表 1 是一些汽油發(fā)動機使用不同燃料時的怠速排放對比。氫氣制備的成本和能源消耗是氫能技術(shù)普及和推廣的重點。遼寧氫能源實訓(xùn)室建設(shè)多少錢
氫能技術(shù)的市場前景吸引了越來越多的企業(yè)投入到氫能領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用中。北京氫能技術(shù)服務(wù)報價
氫燃料在車輛驅(qū)動能源方面的應(yīng)用,起始于把氫燃料電池用作電動車電源。近代的氫燃料電動車的某些性能可滿足使用要求,如戴克公司的使用 Mark 900 氫燃料電池的NECAR5 電動車,其電動機輸出功率可達(dá) 75 k W,較高時速可達(dá) 150 km?h。但電動車不可能完全取代汽車,主要是因為電池的壽命遠(yuǎn)短于發(fā)動機壽命,而且電動車的較大連續(xù)行駛里程受到配備電池數(shù)量的限制,一般,電動車裝用近百公斤的電池,較大續(xù)行駛里程也只 200 km 左右。尤其是對于數(shù)量巨大的在用汽車,不可能將其發(fā)動機全報廢而改用電動機驅(qū)動。因此近代專業(yè)人員一直致力于將氫氣直接作為發(fā)動機燃料的研究,一方面適合發(fā)動機能源、排放等方面的要求,另一方面又滿足汽車連續(xù)行駛里程及能利用在用的發(fā)動機。北京氫能技術(shù)服務(wù)報價