鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:869次 | 2019年06月05日
燃料電池的種類分析
1.按燃料電池的運(yùn)行機(jī)理分。
分為酸性燃料電池和堿性燃料電池。
2.按電解質(zhì)的種類不同,有酸性、堿性、熔融鹽類或固體電解質(zhì)。
因此,燃料電池可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)等。在燃料電池中,磷酸燃料電池(PAFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)可以冷起動和快起動,可以用作為移動電源,適應(yīng)FCEV使用的要求,更加具有競爭力。
3.按燃料類型分。
有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機(jī)燃料,汽油、柴油和天然氣等氣體燃料,有機(jī)燃料和氣體燃料必須經(jīng)過重整器“重整”為氫氣后,才能成為燃料電池的燃料。
4.按燃料電池工作溫度分。
有低溫型,溫度低于200℃;中溫型,溫度為200~750℃;高溫型,溫度高于750℃。
在常溫下工作的燃料電池,例如質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC),這類燃料電池需要采用貴金屬作為催化劑。燃料的化學(xué)能絕大部分都能轉(zhuǎn)化為電能,只產(chǎn)生少量的廢熱和水,不產(chǎn)生污染大氣環(huán)境的氮氧化物。不需要廢熱能量回收裝置,體積較小,質(zhì)量較輕。但催化劑鉑(Pt)會與工作介質(zhì)中的一氧化碳(CO)發(fā)生作用后產(chǎn)生"中毒"現(xiàn)象而失效,使燃料電池效率降低或完全損壞。而且鉑(Pt)的價格很高,增加了燃料電池的成本。
另一類是在高溫(600~1000℃)下工作的燃料電池,例如熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC),這類的燃料電池不需要采用貴金屬作為催化劑。但由于工作溫度高,需要采用復(fù)合廢熱回收裝置來利用廢熱,體積大,質(zhì)量重,只適合用于大功率的發(fā)電廠中。
最實(shí)用的燃料電池是以氫或含富氫的氣體燃料,但是在自然界是不能直接獲得氫的,燃料電池氫的;來源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼氣、天然氣、石腦油和煤氣中,經(jīng)過重整、裂解等化學(xué)處理后來制取含富氫的氣體燃料。氧化劑則采用氧氣或空氣,最常見的是用空氣作為氧化劑。檢舉回答人的補(bǔ)充2009-10-2209:10燃料電池十分復(fù)雜,涉及化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)、電催化、材料科學(xué)、電力系統(tǒng)及自動控制等學(xué)科的有關(guān)理論,具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)??偟膩碚f,燃料電池具有以下特點(diǎn):
(1)能量轉(zhuǎn)化效率高他直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,中間不經(jīng)過燃燒過程,因而不受卡諾循環(huán)的限制。目前燃料電池系統(tǒng)的燃料—電能轉(zhuǎn)換效率在45%~60%,而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%~40%。
(2)有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低CO2排放因能量轉(zhuǎn)換效率高而大幅度降低,無機(jī)械振動。
(3)燃料適用范圍廣
(4)積木化強(qiáng)規(guī)模及安裝地點(diǎn)靈活,燃料電池電站占地面積小,建設(shè)周期短,電站功率可根據(jù)需要由電池堆組裝,十分方便。燃料電池?zé)o論作為集中電站還是分布式電,或是作為小區(qū)、工廠、大型建筑的獨(dú)立電站都非常合適
(5)負(fù)荷響應(yīng)快,運(yùn)行質(zhì)量高燃料電池在數(shù)秒鐘內(nèi)就可以從最低功率變換到額定功率,而且電廠離負(fù)荷可以很近,從而改善了地區(qū)頻燃料電池原理率偏移和電壓波動,降低了現(xiàn)有變電設(shè)備和電流載波容量,減少了輸變線路投資和線路損失。