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燃料電池的優缺點分別是什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:9232次  |  2019年11月25日  

摘要
燃料電池 發動機的特點 1、燃料電池的優點 1)節能、轉換效率高、不需要石油燃料 a)除用汽油重整產生氫氣外,其他(甲醇、碳氫化合物等)燃料基本不用石油燃料。 由發動機經驅動系
燃料電池發動機的特點

1、燃料電池的優點



1)節能、轉換效率高、不需要石油燃料



a)除用汽油重整產生氫氣外,其他(甲醇、碳氫化合物等)燃料基本不用石油燃料。

由發動機經驅動系統到車輪的綜合效率,內燃機汽車為11%左右。以氫氣為燃料的FCEV實際效率達到50%~70%;用甲醇為燃料,經過重整產生氫氣FCEV,實際效率達到34%??梢?,FCEV的實際效率大大高于內燃機汽車。

b)內燃機在額定功率附近才有最高效率,而在部分功率輸出條件下運轉,效率迅速降低。

燃料電池在額定功率下的效率可以達到60%,而在部分功率輸出條件下運轉效率可以達到70%,在過載功率輸出條件下運轉效率可以達到50~55%。高效率隨功率變化的范圍很寬,在低功率下運轉下率高,特別適合于汽車動力性能的要求。

c)內燃機過載能力低,在過載運轉時容易"熄火"。


2)排放達到零污染


內燃機排放廢氣中的有害氣體,對環境造成的污染是內燃機汽車的致命缺點,盡管采取了各種各樣的機內和機外的技術措施,只能是達到"低污染"的水平,由于內燃機汽車的數量龐大,即使是"低污染"也給地球環境帶來巨大影響。用氫氣作為燃料的燃料電池發動機主要生成物質為水,屬于"零污染"。用碳氫化合物作為燃料的燃料電池發動機主要生成物質為水、二氧化碳和一氧化碳等,屬于"超低污染"。出于對地球環境保護的要求和謀求新的能源,燃料電池發動機是比較理想的動力裝置,并有可能逐漸取代石油作為車輛的主要能源。


3)車輛性能接近內燃機汽車


內燃機的比功率約為300W/kg,目前燃料電池本體的比功率為700W/kg,功率密度1000W/L。如果包括燃料電池的重整器、凈化器和附屬裝置在內,比功率為300~350W/kg,功率密度280W/L。在能量方面燃料電池與內燃機相接近,因此其動力性能可以達到內燃機汽車的水平。


2、燃料電池的缺點


1)燃料種類單一


目前,不論是液態氫、氣態氫、儲氫金屬儲存的氫,還有碳水化合物經過重整后轉換的氫是燃料電池的唯一燃料。氫氣的產生、儲存、保管、運輸和灌裝或重整,都比較復雜,對安全性要求很高。但燃料種類的單一性,可以建立標準化、統一的供給系統。


2)要求高質量的密封


燃料電池的單體電池所能產生的電壓約為1V,不同種類的燃料電池的單體電池所能產生的電壓略有不同。通常將多個單體電池按使用電壓和電流的要求組合成為燃料電池發動機組,在組合時,單體電池間的電極連接時,必須要有嚴格的密封,因為密封不良的燃料電池,氫氣會泄漏到燃料電池的外面,降低了氫的利用率并嚴重影響燃料電池發動機的效率,還會引起氫氣燃燒事故。由于要求嚴格的密封,使得燃料電池發動機的制造工藝很復雜,并給使用和維護帶來很多困難。


3)比功率還要進一步提高


內燃機的比功率約為300W/kg,以氫為燃料的燃料電池比功率約為300~350W/kg,功率密度為280W/L。甲醇經過重整產生的氫為燃料的燃料電池綜合功率密度(包括重整器質量)降低到220W/L。為了滿足FCEV動力性能的要求,需要進一步提高燃料電池發動機的比功率。


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