氫氣在任何時(shí)候都是最清潔的燃料,因?yàn)楦鶕?jù)現(xiàn)有的研究來看,氫氣與空氣中的氧氣完全反應(yīng)后,產(chǎn)物只有水。
最早的氫燃料電池應(yīng)用在航天技術(shù)上,那么氫燃料電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源時(shí),它應(yīng)當(dāng)是怎樣工作的呢?
氫燃料電池工作基本過程
氫燃料電池基本工作原理是將氫氣送到燃料電池的陽極板(負(fù)極),經(jīng)過催化劑(鉑)的作用,氫原子中的一個(gè)電子被分離出來,失去電子的氫離子(質(zhì)子)穿過質(zhì)子交換膜,到達(dá)燃料電池陰極板(正極),與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。
由于供應(yīng)給陰極板的氧,可以從空氣中獲得,因此只要不斷地給陽極板供應(yīng)氫,給陰極板供應(yīng)空氣,并及時(shí)把水(蒸氣)帶走,就可以不斷地提供電能。由于氫燃料電池不儲(chǔ)能,確切的講應(yīng)該稱為氫發(fā)電裝置。
從以上的工作過程可以明顯地看出來:電子從陽極被分離出來,沿電路回到陰極和氫離子和氧原子結(jié)合成水。電子的定向移動(dòng)形成電流,這就是氫燃料電池的動(dòng)力電流。
氫燃料電池VS內(nèi)燃機(jī)
燃料電池和干電池不一樣,干電池用完之后也沒法充電,只能廢棄處理;燃料電池和鋰電池也不同,鋰電池可以通過充電補(bǔ)充電量,而燃料電池是通過添加燃料來發(fā)電。在能源轉(zhuǎn)化率方面,氫燃料電池的轉(zhuǎn)化率在60%-80%之間,它是通過化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,不需要經(jīng)過熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的能源轉(zhuǎn)化率只有30%-40%。優(yōu)勢(shì)顯而易見。
氫燃料電池既然表現(xiàn)如此優(yōu)異,為何現(xiàn)在還是很難出現(xiàn)在大眾的視野里?氫燃料電池的短板或者說是缺陷也是客觀存在的。
1.在氫燃料電池的化學(xué)反應(yīng)中,金屬鉑起到了重要的催化作用,但是鉑的價(jià)值更高于24K金。
2.氫氣的安全性:氫氣比起汽油來說,更容易燃燒。當(dāng)氫氣泄露時(shí),更容易與空氣的氧氣發(fā)生反應(yīng),加之,氫氣擴(kuò)散性極強(qiáng)。如果小量的氫氣泄漏倒是無傷大雅,因?yàn)槠錁O高的擴(kuò)散性和無毒害性,不會(huì)造成傷害。
總結(jié):
最清潔的能源依然面臨著現(xiàn)如今還不能解決的眾多難題,比起內(nèi)燃機(jī),氫燃料電池的優(yōu)勢(shì)和缺陷再明顯不過,所以現(xiàn)在很多廠家暫時(shí)還并不愿意去接觸這樣一個(gè)動(dòng)力類型。
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