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氢燃料电池构造_氢燃料电池的分类

2020年03月24日 09:08 网络整理 作者:网络整理 用户评论(0

  氢燃料电池构造

  氢燃料电池的主要结构包括电极、隔膜与集电器等。电极和一般电池一样,也分为阳极和阴级。隔膜的主要作用是把氧化剂和还原剂隔开。集电器主要起到收集电流和疏导反应气体等作用。

  氢燃料电池发电原理:氢燃料电池发电时,电池阳极上的氢会分解出电子和质子,质子会穿过隔膜达到阴极,而电子则在外部电路运行,从而产生电能。在阴极氢和氧会生成水。而只要有持续的氢气和氧气供应,并将反应生成的水排出去,燃料电池就能够持续提供电能。

  氢燃料电池的分类

  按氢燃料电池的运行机理分。分为酸性燃料电池和碱性燃料电池;按电解质的种类不同,有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质:碱性氢燃料电池(AFC)、质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)、磷酸氢燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐氢燃料电池(MCFC)、固体氧化物氢燃料电池(SOFC)。

  氢燃料电池按其工作温度不同,把碱性燃料电池(AFC,100℃)固体高分子型质子交换膜燃料电池(PEMFC,100C以内)和磷酸型燃料电池(PAFC,200℃)称为低温燃料电池;把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC,650℃)和固体氧化型燃料电池(SOFC,1000℃)称为高温燃料电池。

  在可再生能源的氢储能应用中,重点关注使用纯氢作为燃料的固体高分子型质子交换膜燃料电池(PEMFC)。它具有高功率密度、高能量转换效率、低温启动、环保等优点。

  氢燃料电池可依据其工作温度、所用燃料的种类和电解质类型进行分类。按照工作温度,燃料电池可分为高、中、低温型三类。按燃料来源,燃料电池可分为直接式燃料电池(如直接甲醇燃料电池),间接式燃料电池(如甲醇通过重整器产生氢气,然后以氢气为燃料电池的燃料)和再生类型进行分类。依据电解质的不同,可将燃料电池分为碱性燃料电池(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)等。

  燃料电池应用领域

  氢燃料电池离我生活越来越近。随着制氢技术的发展,氢气将像煤气一样通过管道被送入千家万户,每个用户则采用金属氢化物的贮罐将氢气贮存起来,然后连接氢燃料电池,再接通各种用电设备。将为人们发明舒适的生活环境,减轻繁重的生活事务。但愿这种清洁方便的新型能源-氢燃料电池早日在人们日常生活中。

  氢燃料电池就已经胜利地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后,20世纪60年代。随着人们不时地掌握多种先进的制氢技术,很快,氢燃料电池就被运用于发电和汽车。

  无论是水电、火电或核电,大型电站。都是把发出的电送往电网,由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同,电网有时呈现为高峰,有时则呈现为低谷,这就会导致停电或电压不稳。另外,保守的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上,燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电,将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,能量转换率可达60%80%而且污染少、噪音小,装置可大可小,非常灵活。

  可同许多金属或合金化合。某些金属或合金吸收氢之后,氢的化学特性活跃。形成一种金属氢化物,其中有些金属氢化物的氢含量很高,甚至高于液氢的密度,而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解,并把所吸收的氢释放出来,这就构成了一种良好的贮氢材料。

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( 发表人:姚远香 )

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