燃料電池系統(tǒng)的主要研究熱點包括:使用輕質(zhì)材料,優(yōu)化設(shè)計,提高燃料電池系統(tǒng)的比功率;提高PEMFC系統(tǒng)快速冷啟動能力和動態(tài)響應(yīng)性能;研究具有負(fù)荷跟隨能力的燃料處理器;對電池或超級電容、氫氣存儲進行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計,提高系統(tǒng)的效率和調(diào)峰能力,回收制動能量等。 燃料電池系統(tǒng)除燃料電池本體(發(fā)電系統(tǒng))外,還有一些周圍裝置,包括燃料重整供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、直流-交流逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。燃料重整供應(yīng)系統(tǒng),作用是將外部供給的燃料轉(zhuǎn)化為以氫為主要成分的燃料。如果直接以氫氣為燃料,供應(yīng)系統(tǒng)可能比較簡單。若使用天然氣等氣體碳氫化合物或者石油、甲醇等液體燃料,需要通過水蒸氣重整等方法對燃料進行重整。而用煤炭作燃料時,則要先轉(zhuǎn)換為以氫和一氧化碳為主要成分的氣體燃料。用于實現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換的反應(yīng)裝置分別稱為重整器、煤氣化爐等。氫氣車的運行成本相對較低,更適合長途出行和物流配送等領(lǐng)域的應(yīng)用。河南燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)公司
氫燃料電池(電動)汽車的關(guān)鍵所在和奧秘之處,在于它的動力來源—氫燃料電池近乎完美和非常理想的工作原理與機制,它名義上叫“電池”,而實質(zhì)上是一種基于化學(xué)原理,將作為“燃料”(并沒燃燒)的氫氣和空氣中的氧化劑反應(yīng)生成化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置—氫氣發(fā)電機。燃料電池早期主要應(yīng)用于航天和目的,后來,鑒于其巨大的潛在優(yōu)勢和應(yīng)對日趨嚴(yán)重的交通環(huán)境污染,人們有研究將它應(yīng)用于汽車動力裝置,經(jīng)過這數(shù)十年科學(xué)家和科技人員扎扎實實的埋頭探索和反訴試驗研究,如今,世界上氫燃料電池汽車的技術(shù)進步飛快,成果明顯,有效超出了許多人的預(yù)想,已經(jīng)展現(xiàn)出光明的發(fā)展前景。在電動汽車依舊燒車的關(guān)鍵技術(shù)障礙久攻不下的困擾下,氫燃料電池汽車的確給人們來帶一種“眼前一亮”的感覺。河南燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)公司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。
氫氣管道應(yīng)采用無縫金屬管道,禁止采用鑄鐵管道,管道的連接應(yīng)采用焊接或其他可有效防止氫氣泄漏的連接方式?管道應(yīng)采用密封性能好的閥門和附件,管道上的閥門宜采用球閥?截止閥?閥門材料的選擇應(yīng)符合GB50177-2005中表12.0.3的規(guī)定,管道上法蘭?墊片的選擇應(yīng)符合GB50177-2005中表12.0.4的規(guī)定?管道之間不宜采用螺紋密封連接,氫氣管道與附件連接的密封墊,應(yīng)采用不銹鋼?有色金屬?聚四氟乙烯或氟橡膠材料,禁止用生料帶或其他絕緣材料作為連接密封手段?尾排氫氣要求:燃料電池發(fā)動機的尾排氫氣一般與空氣尾排混合稀釋后由尾排管排出,排放氫氣濃度要求低于炸裂極限,一般要求小于2%?
裝備以質(zhì)子交換膜為代替的氫燃料電池汽車主要優(yōu)點很大程度要歸功于燃料電池非常理想的工作原理。至少可以說,它在保持和擴大純電動汽車優(yōu)勢的同時,又?jǐn)P棄了后者固有的缺陷和不足。極好的環(huán)保性。我們就拿豐田MIRAI而言,在行駛過程中,只排放純凈水而沒有其他任何有害物質(zhì),能不能喝我不知道,我不建議你喝;同時,這也符合大自然循環(huán)的規(guī)律。汽車運行工作的副產(chǎn)品—水,雖然以目前的狀況看,汽車使用者還不能直接回收利用,但排入大自然總會還是要被循環(huán)利用的,或者再次電解制氫,或者養(yǎng)些花花草草。從能源的生命周期來看,如果汽車使用的氫燃料是來自工業(yè)廢氣等副產(chǎn)品以及通過可再生清潔能源而取制,那么車輛總的排放污染也是很低,很少的。 氫氣在儲能和航空航天等方面也有普遍應(yīng)用。
燃料電池發(fā)動機主要部件包括電堆、發(fā)動機控制器、氫氣供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)等。燃料電池電堆是發(fā)動機系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,是燃料電池發(fā)動機的動力來源,對燃料電池發(fā)動機的關(guān)鍵性能和成本具有較大的影響。電堆的主要材料包括膜電極、雙極板、端板等,其中膜電極是燃料電池電堆的關(guān)鍵部件,對電堆的性能、壽命和成本具有關(guān)鍵影響,膜電極又可以分為催化劑、擴散層、質(zhì)子交換膜等。隨著終端領(lǐng)域的推廣,電堆產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速。膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜雖然生產(chǎn)規(guī)模較小,但已有國產(chǎn)化能力。從國市場格局來看,行業(yè)目前屬于寡頭競爭,CR5占比50%。氫燃料電池車是可持續(xù)交通的重要組成部分。宿遷氫能源實訓(xùn)室建設(shè)購買
氫氣發(fā)電和熱能利用可以大幅降低能源消耗和環(huán)境污染。河南燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)公司
為保證燃料電池穩(wěn)定高效運行,同時提高氫氣利用率,通常采用氫氣循環(huán)的方法,即氫氣把電堆內(nèi)部生成的水帶出后,經(jīng)水氣分離裝置將液態(tài)水分離,再將氫氣循環(huán)送回到電堆陽極重復(fù)使用,同時對新鮮氫氣進行加濕。傳統(tǒng)循環(huán)泵在涉氫涉水環(huán)境下,易發(fā)生“氫脆”,氫循環(huán)泵在結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計上不同于傳統(tǒng)循環(huán)泵,技術(shù)難度要高很多,氫循環(huán)泵需要具備密封設(shè)計好(氫氣容易泄露)、耐水性強(經(jīng)過電堆反應(yīng)后剩余的氫氣帶有少量水蒸氣)、流量大(適應(yīng)大功率電堆)、壓力輸出穩(wěn)定(低壓轉(zhuǎn)為高壓)、無油(保證氫氣純度)等特點。氫循環(huán)泵難度較大,目前國內(nèi)產(chǎn)品處于研發(fā)驗證階段,尚不成熟,國內(nèi)系統(tǒng)企業(yè)主要是進口德國普旭氫循環(huán)泵,普旭在中國市占率達到90% 。河南燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)公司