燃料电池你了解多少?分享正确的燃料电池原理!
在1969年随同美国阿波罗飞船登上了月球的电源装置 , 是以其独特性能而引起世人瞩目的“燃料电池” 。随后 , 到70年代初这种电源才逐步转为民用 , 并得到了突飞猛进的发展 。
现在 , 燃料电池发电技术在美、日等国已进入到商业化阶段 , 并已制成1万千瓦级的大容量电池 , 同时还出现了燃料电池—燃气轮机—汽轮发电机联合运转的发电厂 。
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所谓的“燃料电池” , 原则上与传统的化学电池基本相同 。它还通过电化学反应将物质的化学能转化为电能 。区别在于:传统电池的内部材料是预先充好的 , 经过化学反应后 , 就不能再供电;
燃料电池化学反应所用的材料是从外部连续充好的 , 因此可以连续发电 。这是燃料电池最显著的特点 。燃料电池的工作原理是 , 作为原料的燃料反应物 , 气体 , 油 , 甲醇等 。
【燃料电池你了解多少?分享正确的燃料电池原理!】经过“燃料重整设备”中的空气进入电池体 , 氧和另一端也进入后分离氢电池主体是通过电化学反应 , 产生电位差 , 所提供的电池中 , 电解质氢氧化物的电极以形成低电压DC输出 。
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由于燃料电池直接将物质的化学能转化为电能 , 效率更高 , 理论上可以达到90% 。但事实上 , 燃料电池在化学反应中有“成本”损失 , 因此只能达到60%至70% 。
燃料电池主要由燃料 , 氧化剂电极 , 所述电解质组合物的 。它采用了非常宽范围的燃料 , 例如 , 天然气 , 油 , 甲醇 , 氨 , 肼 , 烃 , 氢等的 。该电池容量可以根据不同的需求依赖于“单片电池”的数量来设计 。
单片电池正极(板于空气中) , 一个负电极(燃料板连接)和4以及绝缘衬垫构成的电解质容器的垂直部分 。如有必要 , 把单片电池串联起来 , 就能了解到所需电压和功率数 。
这种电池的化学反应过程很简单:在负极(氢电极) , 氢(H2)被催化剂(铂电极)电离 , 容易发生反应 。分离出来的氢离子通过电解液如苛性钾(KOH)被输送到正极(氧电极是空气电极) 。
分离出来的电子也通过正极上的外电路被转移到正极(氧电极是空气电极) , 电子运动的过程是产生电流的过程 , 而在正极上 , 氧分子和氢离子结合产生水——这样的过程完成了产生电能的过程 。
阳极和阴极连续地由外部提供氢(燃料)和氧(空气) 。反应是连续的 , 电子在外电路中不断流动 。这就是我们需要的电流 。
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燃料电池的基本原理和化学反应机理不难理解 , 但工艺设计作为一个系统自然是非常复杂的 。燃料电池用电解质的发电性能的燃料电池中使用 , 特别是效率大大 。
燃料电池作为直接将化学能转化为电能的新一代技术的应用 , 具有许多独特的优点:
- 热损失小 , 效率高 , 一般可达40% ~ 50% , 最高可达60% ~ 70% , 且不受负荷变化的影响 。目前 , 世界燃煤电厂的发电效率还不到40% , 我国燃煤电厂的发电效率仅为27% ー28% ;
- 低污染 , 燃料电池在发电过程中 , 既不需要锅炉 , 燃烧器等燃烧设备 , 也不需要汽轮机等高速旋转设备 , 因此 , 既不排放温室效应物质和有毒物质 , 也不受噪声干扰;
- 原燃料适应性强 。燃料电池可以使用多种燃料 , 这些燃料可以被“消化”和煤、石油、天然气等;
- 用途广泛 , 可用于航天、航空、地面供电 , 适合在城乡、海岛、居民区和企业内部火电负荷区布局 。
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