关于道路交通零排放解决方案-燃料电池的发展分析

随着社会的飞速发展，我们的燃料电池也在迅速发展，那么您知道燃料电池的详细分析吗？接下来，让编辑器带领您学习更多有关的知识。

燃料电池是能量转换装置。

与锂离子电池等储能设备不同，燃料驱动的电池组可以通过电化学反应将载氢能量直接转换为电能。

另一方面，锂离子电池需要长时间充电以存储能量，并且需要放电以在行驶期间驱动车辆。

因此，燃料电池车辆的续航里程取决于车辆上的燃料量，即，与传统的柴油机车一样，氢中可以存储多少氢。

除氢外，常用的燃料还包括甲醇，肼，碳氢化合物和一氧化碳。

氧化剂通常是氧气或空气。

常见的电解质包括磷酸，氢氧化钾，熔融碳酸盐和离子交换膜。

燃料电池是一种发电装置，可以将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。

与传统的内燃机不同，燃料中的化学能不是通过燃烧而是通过电化学反应释放的，具有高效率和零排放的优点。

另外，燃料电池车辆具有小的电池组，该电池组用于存储由燃料电池产生的剩余电力和从汽车的制动中回收的能量，并在必要时与燃料电池一起向汽车提供电力。

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因此，与锂离子电池相比，燃料动力电池在长距离使用中具有优势。

燃料电池的发电不受卡诺循环的限制。

从理论上讲，其发电效率可以达到85％至90％，但是由于运行过程中的各种极化限制，燃料电池的当前能量转换效率约为40％至60％。

如果实现热电联产，则总燃料利用率可高达80％。

随着2014年丰田燃料电池Mirai的高调发布，全球燃料电池行业进入了一个新时代。

丰田公司使用的钛合金双极板将燃料电池堆的功率密度提高到3.1kw / L，并将达到4.0kw / L。

更高的功率密度使堆叠更小，更紧凑且更易于安装。

然而，金属板的腐蚀性导致较高的材料和表面处理成本。

但是，随着技术的成熟和产值的增加，金属双极板有很大的降低成本的空间。

燃料电池技术是内燃机技术的最佳替代品，代表了汽车未来的发展方向。

但是，如果考虑到对燃料电池汽车发展的一些限制，您会发现燃料电池汽车目前和将来还没有准备好商业化。

最乐观的预测是，使用纯氢作为燃料的燃料电池汽车的商业化生产将至少需要15年的时间。

即使实现一定程度的商业化，它也将是昂贵的。

当燃料电池使用天然气等富氢气体作为燃料时，与热机工艺相比，二氧化碳的排放量减少了40％以上，这对于减少全球温室效应非常重要。

另外，由于燃料电池的燃料气体必须在反应之前脱硫并基于电化学原理发电，因此没有高温燃烧过程，因此几乎不排放氮和硫的氧化物，这减少了空气污染。

就催化剂而言，铂仍是燃料电池电化学反应催化剂的重要组成部分。

目前，Pt的工业水平约为0.5〜0.7g / kW，而丰田Mirai反应堆仍处于领先水平，Pt的消耗量约为0.3g / kW。

随着新型铂合金催化剂和催化剂载体（例如碳纳米线）的发展，铂含量进一步降低，并可能达到当时柴油后处理系统中使用的铂含量。

根据统计，美国能源部（DoE）基于2016年的材料成本。

当燃料电池的产值达到100,000单位/年时，它将占电催化反应器成本的40％左右。

因此，减少Pt消耗将大大降低反应堆功率。

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目前，商用车中使用的燃料动力电池仍然是重要的石墨板反应堆。

先进的制造工艺确保了反应堆的可靠性和耐用性，同时降低了主机厂的采购成本。

另外，燃料电池系统的模块化降低了批量生产的成本。

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