氢燃料电池的三大优势

苏州万瑞达电气有限公司  发布时间:2021-01-06 14:27:03 作者:
所谓的燃料电池,就是把物质中的化学能直接转换成电能的装置。氢只是燃料电池中的一种燃料,还有其他的,比如甲烷、乙炔等。
 
氢之所以能成为大众心中燃料电池的代名词,是因为氢气有好几个优势:
 
第一,反应中的副产品只有水,不涉及其他污染物,尤其是温室气体。
 
其实,今天人们使用汽油对空气的污染已经不大了,但关键是温室气体的排放没法解决。在碳排放规定中,各车企只能推出低功率版的燃油车或者混动车、纯电动车来降低温室气体的排放。
 
因为全球能耗的80%都来自化石能源,所以能源消耗量基本就决定了碳排放的多少。但氢燃料电池在燃烧中没有二氧化碳和其他温室气体,所以被很多人看好。
 
第二,氢气很难爆炸。
 
这一点和很多人的直觉相悖。首先,中学化学实验里为数不多的几个燃烧的实验中,就有氢气和氧气的燃烧。如果氢气很难燃烧,干嘛还在实验课上做呢?另外就是,氢气球的爆炸也给人留下了深刻印象。但实际上,这些全都是误解。
 
最大的误解就在于,相当多的人以为,氢燃料电池工作的主要过程就是氢气、氧气在电池包里燃烧。燃烧,这可太危险了,我们一定要万分小心。大致就是这样的逻辑。但实际上,汽油、柴油工作时也是燃烧的,我们怎么不害怕呢?
 
而且,氢燃料电池的工作过程根本就不是点燃,而是一个电化学过程。这个过程我们一会儿会详细介绍。你只要记得,驾驶氢燃料电池汽车并不是人在前面开车,车屁股后面烧一个氢气炉子。氢燃料电池工作的样子和锂电池是一样的,根本没有火苗。你记住这一点就行。
 
“氢容易燃烧”这个误解是从高中化学实验开始的。但实验课上,氢氧燃烧之所以能烧起来,是因为它同时满足了两个条件:一,浓度足够高;二,点火。
 
首先,要想让氢气在空气中燃烧起来,需要浓度在4%-75%之间,太低或者太高都不会燃烧。
 
其次,就算浓度在这个区间里,你把它们混合在一起,也是很难燃烧起来的。我们回忆一下高中化学实验,制备出来的氢气是怎么燃烧的?其实,是事先把酒精灯点燃,然后把喷出氢气的管子口凑近酒精灯火苗的外焰,然后氢气才能在空气中燃烧起来。
 
酒精灯的外焰,那是四五百摄氏度的高温。如果换个场景,你把氢气管子插在一个已经非常热的家用烤箱里,别看里面已经280-290多摄氏度了,但氢气在那里是不会燃烧的,因为温度太低了。
 
最后,就是氢气球的爆炸了。那是因为气球的壁太薄了,而装氢气的罐子可以做得很结实。今天,氢燃料电池汽车上储藏氢气的罐子,用普通手枪子弹打都不会有问题。
 
第三:好运输,好存储。
 
普通人一般会觉得,还是成型的东西好运输、好储藏,那是因为他们缺少专业设备。实际上,对于一种能源来说,如果它是气体的,那就再好不过了。
 
因为只要一次性建好输气管道,批量运输的问题就完美解决了,而且在运输过程中不需要额外耗费太多能源,损失也少。比如,煤炭在运输中被老乡扒走,还有装车卸车的掉落,这些都是损失。而且,煤炭价格中有30%-50%的是物流费用。这就很不划算。
 
如果能源是气体形式的,储藏也会更方便。高压让它浓缩,体积能瞬间缩小到原来的几百分之一。而且,同样质量的氢气,热值是汽柴油的三倍多。热值,反应的就是它作为燃料燃烧时释放的能量。
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