什么是燃料电池?
燃料电池,是一种将燃料所拥有的化学能直接地转换成电能的化学装置,其又被称作电化学发电器,其主要由电极、电解质隔膜和集电器组成。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有发展前途的发电技术。
燃料电池的发电原理
燃料电池是一种能量转化装置,它按照电化学原理,即原电池工作原理,等温的把储存在燃料和氧化剂里的化学能直接转化成电能,所以实际上过程是氧化还原反应。在运行时,外部供给电池的氢在燃料极放出电子变成氢离子,氢离子通过电解质后转向空气极,而电子则通过外电路到达空气极。在空气极,由外部供给电池的氧,与氢离子和电子产生反应生成水。电能则由外电路进行输出。燃料电池和普通的干电池都是将化学能转换成电能的装置,但是两者有一个很大的不同点,即封存在干电池中参与化学反应的物质最终会消耗殆尽,反应停止,就不能再输出电能;但是对燃料电池来说,只要能不断地给它提供燃料气体和氧化剂,化学反应就能一直进行下去,从而不停地输出电能。
燃料电池的优势
1.对环境的污染小
燃料电池电动汽车在本质上是一种零排放汽车,燃料电池没有燃烧过程,若以纯氢作燃料,通过电化学的方法,将氢和氧结合,只会产生水。采用其他富氢有机化合物用车载重整器制氢作为燃料电池的燃料,生成物除水之外还可能有少量的二氧化碳,但其排放量远少于内燃机,且没有其他污染排放,如氧化氮、氧化硫等等,接近零排放。与传统汽车相比既减少了机油泄漏带来的污染,又降低了温室气体的排放,所以燃料电池堆环境的污染很小。
2.能量转换率高
燃料电池没有活塞或涡轮等机械部件及中间环节,因此不会受到卡诺循环的限制,它在运行时把化学能直接转换为电能,所以相比内燃机的燃烧作用不会产生大量废气与废热,能量转化效率目前能达到约40%~60%,而内燃机的转换效率只有10~20%左右。能量转换率高,就可以节省许多的能源。
3.可使用的燃料范围广
燃料电池可使用的燃料范围非常广泛,含有氢原子的能源都可以用作燃料电池的燃料。氢可以通过水分解来获得,也可以通过其他的可再生能源来获得,如天然气、丙烷、煤炭、沼气、甲醇等等。可使用的燃料范围广,能源多样性就强,这样可以降低对现有主要能源石油的依赖性,优化能源结构,缓解能源紧张的问题。
4.安全性相对较高
燃料电池在工作过程中,电池温度不会超过100℃,如果加上冷却措施,温度还会更低,此外燃料电池的外壳如果破裂,也不会产生爆炸,只会有燃烧反应,相对其他电池来说安全性更高。
5.稳定性强
燃料电池不管是高于其额定功率运行还是低于其额定功率运行,它都能稳定承受,并且效率变化不大。除此之外,它还能够在短时过载能力可以达到额定功率的200%且仍能稳定运行,非常适用于汽车的加速、爬坡等情况。
6.运行时噪音低
燃料电池的结构非常简单,除了空气压缩机和冷却系统以外没有其他的运动零部件,因此在运行的时候噪音非常低。
燃料电池概念龙头股
腾龙股份：主营业务：汽车热交换系统管路产品的研发、生产和销售。
诚志股份：主营业务：生命科技与医药、显示材料与化工、医疗技术产品和服务。
东方电气：主营业务：大型发电成套设备、工程承包及服务等。
长城汽车：主营业务：整车及主要汽车零部件的研发、生产、销售。
鸿达兴业：主营业务：聚氯乙烯、烧碱、纯碱、电石等基础化工产品及PVC下游制品。
厚普股份：主营业务：开发、销售压缩天然气加气站设备及液化天然气加气站成套设备等。
中鼎股份：主营业务：密封件、特种橡胶制品(汽车、摩托车、电器、工程机械。
大洋电机：主营业务：微特电机、新能源汽车电驱动系统。
宇通客车：主营业务：客车的生产和销售，提供汽车维修劳务。
富瑞特装：主营业务：从事液化天然气(LNG)的液化、储存、运输及终端应用全产业链装备制造。
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