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燃料電池發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)文章來源:中國電動汽車網(wǎng) | 發(fā)布日期:2006-06-09 | 作者:未知 | 點(diǎn)擊次數(shù):
1、 燃料電池的優(yōu)點(diǎn) 1) 節(jié)能、轉(zhuǎn)換效率高、不需要石油燃料 a) 除用汽油重整產(chǎn)生氫氣外,其他(甲醇、碳?xì)浠衔锏龋┤剂匣静挥檬腿剂稀?BR> 由發(fā)動機(jī)經(jīng)驅(qū)動系統(tǒng)到車輪的綜合效率,內(nèi)燃機(jī)汽車為11%左右。以氫氣為燃料的FCEV實(shí)際效率達(dá)到50%~70%;用甲醇為燃料,經(jīng)過重整產(chǎn)生氫氣FCEV,實(shí)際效率達(dá)到34%。可見,F(xiàn)CEV的實(shí)際效率大大高于內(nèi)燃機(jī)汽車。 2) 排放達(dá)到零污染 內(nèi)燃機(jī)排放廢氣中的有害氣體,對環(huán)境造成的污染是內(nèi)燃機(jī)汽車的致命缺點(diǎn),盡管采取了各種各樣的機(jī)內(nèi)和機(jī)外的技術(shù)措施,只能是達(dá)到"低污染"的水平,由于內(nèi)燃機(jī)汽車的數(shù)量龐大,即使是"低污染"也給地球環(huán)境帶來巨大影響。用氫氣作為燃料的燃料電池發(fā)動機(jī)主要生成物質(zhì)為水,屬于"零污染"。用碳?xì)浠衔镒鳛槿剂系娜剂想姵匕l(fā)動機(jī)主要生成物質(zhì)為水、二氧化碳和一氧化碳等,屬于"超低污染"。出于對地球環(huán)境保護(hù)的要求和謀求新的能源,燃料電池發(fā)動機(jī)是比較理想的動力裝置,并有可能逐漸取代石油作為車輛的主要能源。 3) 車輛性能接近內(nèi)燃機(jī)汽車 內(nèi)燃機(jī)的比功率約為300W/kg,目前燃料電池本體的比功率為700 W/kg,功率密度1000W/L。如果包括燃料電池的重整器、凈化器和附屬裝置在內(nèi),比功率為300~350 W/kg,功率密度280W/L。在能量方面燃料電池與內(nèi)燃機(jī)相接近,因此其動力性能可以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)汽車的水平。 2、 燃料電池的缺點(diǎn) 1) 燃料種類單一 目前,不論是液態(tài)氫、氣態(tài)氫、儲氫金屬儲存的氫,還有碳水化合物經(jīng)過重整后轉(zhuǎn)換的氫是燃料電池的唯一燃料。氫氣的產(chǎn)生、儲存、保管、運(yùn)輸和灌裝或重整,都比較復(fù)雜,對安全性要求很高。但燃料種類的單一性,可以建立標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一的供給系統(tǒng)。 2) 要求高質(zhì)量的密封 燃料電池的單體電池所能產(chǎn)生的電壓約為1V,不同種類的燃料電池的單體電池所能產(chǎn)生的電壓略有不同。通常將多個單體電池按使用電壓和電流的要求組合成為燃料電池發(fā)動機(jī)組,在組合時,單體電池間的電極連接時,必須要有嚴(yán)格的密封,因?yàn)槊芊獠涣嫉娜剂想姵兀瑲錃鈺孤┑饺剂想姵氐耐饷妫档土藲涞睦寐什?yán)重影響燃料電池發(fā)動機(jī)的效率,還會引起氫氣燃燒事故。由于要求嚴(yán)格的密封,使得燃料電池發(fā)動機(jī)的制造工藝很復(fù)雜,并給使用和維護(hù)帶來很多困難。 3) 比功率還要進(jìn)一步提高 內(nèi)燃機(jī)的比功率約為300W/kg,以氫為燃料的燃料電池比功率約為300~350W/kg,功率密度為280W/L。甲醇經(jīng)過重整產(chǎn)生的氫為燃料的燃料電池綜合功率密度(包括重整器質(zhì)量)降低到220W/L。為了滿足FCEV動力性能的要求,需要進(jìn)一步提高燃料電池發(fā)動機(jī)的比功率。 4) 造價(jià)太高 目前質(zhì)子交換膜燃料電池是最有發(fā)展前途的燃料電池之一,但質(zhì)子交換膜燃料電池需要用貴金屬鉑(Pt)作為催化劑,其使用量要求達(dá)到0.1~0.2mg/cm3,目前用量要求達(dá)到0.5mg/cm3,距離要求還較遠(yuǎn)。而且鉑(Pt)在反應(yīng)過程中受CO 的作用會"中毒"而失效。鉑(Pt)的使用和鉑(Pt)的失效使質(zhì)子交換膜燃料電池的造價(jià)持高不下。 5) 需要配備輔助電池系統(tǒng) 燃料電池可以持續(xù)發(fā)電,但不能充電和回收FCEV再生制動的反饋能量。通常在FCEV上還要增加輔助電池,來儲存燃料電池富裕的電能和在FCEV減速時接受再生制動時的能量。
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