黑龙江氢能源实训室建设厂

时间:2023年10月28日 来源:

燃料电池系统需要加湿反应气体,对于采用质子交换膜的燃料电池系统而言,气体反应物的相对湿度对膜的性能的影响是至关重要的。膜传输质子时需要质子以水合离子的形式存在,而干燥的膜不具备传导质子的能力。因此,对反应气体进行加湿以保证质子交换膜的湿润,是增加质子交换膜的质子传导能力不可缺少的方法。增加反应气体的相对湿度会提高质子交换膜的电导率,降低膜电阻,从而提高燃料电池系统的输出性能;但相对湿度过高也容易导致燃料电池堆内部发生水淹,从而影响其性能。现在燃料电池堆采用的加湿技术主要分为内部加湿、自加湿和外部加湿三种。内部加湿是利用燃料电池反应生成的水和水在质子交换膜内的传递特性,实现膜的自增湿;自加湿法是将催化铂金微粒子加入质子交换膜中,在燃料电池发电时,依靠膜内自动生成的水来增湿;外部加湿是在燃料电池之外加上一个部件,使水蒸气和反应气体同时进入电池组中。燃料电池发电技术可以增加发电能源的绿色部分,降低环境污染。黑龙江氢能源实训室建设厂

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氢燃料电池发动机是由电堆、氢气供给循环系统、空气供给系统、水热管理系统、电控系统和数据采集系统六大组成部分。氢燃料电池:一种将外部供应的燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转变为电能、热能、和其他反应产物的发电装置。外部供应的燃料为氢气,氧化剂为氧气,如无特别说明,所述氢燃料电池或燃料电池均指质子交换膜氢燃料电池,即一种以全氟磺酸型固体聚合物为电解质的氢燃料电池。燃料电池发动机系统:燃料电池汽车中的储氢发电复合系统,由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统、控制系统、车载储氢系统、DC/DC等一系列部件构成。常州燃料电池发动机系统工厂氢气在未来的能源结构中具有重要的战略地位,将推动可持续发展的实现。

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实际应用较多的氢燃料发动机,是将氢与汽化的汽油或柴油混合后再燃用,氢在混合燃料中占30%∼85%。汽油箱中的汽油通过化油器向发动机提供,在不使用氢燃料时与传统燃料系统相同。附加的氢燃料供给系统由甲醇容器、氢发生器、控制阀、压力表等组成,氢发生器串接在排气管上。甲醇容器中的甲醇进入氢发生器之后,在废气余热和催化剂作用下裂解生成氢。在发动机汽缸真空度作用下,生成的氢被吸入化油器与汽油混合,混合燃料的浓度可通过化汽器各个阀控制。国内氢发生器所用的催化剂一般含有镍、铂钯、钾和铝等元素,发动机排气管中的废气余热为 300℃~780℃。对 492QA2 汽油机作台架及道路试验表明,发动机使用掺氢汽油后在燃油经济性和废气排放方面有明显改善,而动力性与燃用纯汽油时基本相同。表 1 是一些汽油发动机使用不同燃料时的怠速排放对比。

考虑到燃料电池发动机自身的特点结合常用的可靠性评价指标,选定平均初次故障时间、平均故障间隔时间和平均修复时间三个指标。(1)、平均初次故障时间,燃料电池发动机在初次故障前所运行的时间的平均值,单位为h。(2)、平均故障间隔时间,燃料电池发动机发生相邻两次故障之间所运行时间的平均值,单位为h。(3)、平均修复时间,燃料电池发动机修复故障所用时间的平均值,单位为h。质子交换膜燃料在平稳工作时寿命可以高达到100000h,但是在汽车应用中,往往无法达到上述期望值。燃料电池汽车耐久性主要受燃料电池性能衰退和寿命极限影响。燃料电池发动机寿命,以额定功率输出衰减到原来的90%的工作时间来评价,单位为h。制氢技术的发展可以解决氢能技术的经济性和可持续性问题。

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电堆性能低温性能:一方面,在低温环境下燃料电池性能将大幅下降。另一方面,燃料电池在反应过程中依赖水,同时反应也能生成水,在低温环境下若水冻结,则体积膨胀后可能会损伤膜电极组件。因此需要克服低温冷启动问题。续航能力:对于燃料电池汽车来说续航能力的多少意味着携带氢气有多少。一般情况下1kg氢气约产生18Kwh的电,一辆B级车百公里耗电也约为18kwh。若要实现600km的续航则需要6kg的氢气(1000L氢为89.2g),折合约67200 L。常见的储氢瓶一般能承受35MPa,因此则需要192 L的空间。普通汽车的油箱大小一般在35L~70L。可见若无法增大储氢瓶的气压,在不占用车内空间的情况下,续航能力将明显下降。因此将储氢瓶提升至了70MPa。燃料电池产业有着很长的产业链,对材料、工艺、集成技术的基础要求非常高,同时需要成熟的部件,如空压机、增湿器、DCDC、传感器作为配套。可以说燃料电池产业需要通过健壮工业体系来推动,而从目前的情况来依然还有很长的路要走。氢气燃料电池车的环保性能优于传统汽车,用途普遍。盐城氢能技术服务厂商

氢能技术可以成为能源转型的重要路径之一,减轻对传统化石燃料的依赖。黑龙江氢能源实训室建设厂

氢气在一定的压力和温度下呈液态,常压时液态氢的密度是气态氢的 845 倍,占体积小。液氢的体积能量密度高,其单位热值约为汽油的 3 倍。与金属氢化物储存等其它方法相比,液氢储存时自身的质量较轻。液氢的添加和计量与传统液态燃料相似,液氢的这些特点有利于车用燃料的储存要求。但是,液氢对储存容器的绝热和安全性设计要求很高。液氢与环境温度相差很大,蒸发损失及将气态氢经高压低温变成液态氢损失使氢液的成本较大,难于大量建立供给站及在民用车辆上应用。所谓金属氢化物储氢,是先将特殊金属与氢反应生成金属氢化物,使用时再加热金属氢化物释放氢供作燃料。研究应用的储氢金属或合金主要有钛系、稀土系、镁系等。黑龙江氢能源实训室建设厂

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