鉅大LARGE | 點擊量:24896次 | 2019年11月25日
燃料電池的優(yōu)缺點分別是什么?
1、燃料電池的優(yōu)點
1)節(jié)能、轉換效率高、不需要石油燃料
a)除用汽油重整產生氫氣外,其他(甲醇、碳氫化合物等)燃料基本不用石油燃料。
由發(fā)動機經驅動系統(tǒng)到車輪的綜合效率,內燃機汽車為11%左右。以氫氣為燃料的FCEV實際效率達到50%~70%;用甲醇為燃料,經過重整產生氫氣FCEV,實際效率達到34%。可見,FCEV的實際效率大大高于內燃機汽車。
b)內燃機在額定功率附近才有最高效率,而在部分功率輸出條件下運轉,效率迅速降低。
燃料電池在額定功率下的效率可以達到60%,而在部分功率輸出條件下運轉效率可以達到70%,在過載功率輸出條件下運轉效率可以達到50~55%。高效率隨功率變化的范圍很寬,在低功率下運轉下率高,特別適合于汽車動力性能的要求。
c)內燃機過載能力低,在過載運轉時容易"熄火"。
2)排放達到零污染
內燃機排放廢氣中的有害氣體,對環(huán)境造成的污染是內燃機汽車的致命缺點,盡管采取了各種各樣的機內和機外的技術措施,只能是達到"低污染"的水平,由于內燃機汽車的數量龐大,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)動機主要生成物質為水,屬于"零污染"。用碳氫化合物作為燃料的燃料電池發(fā)動機主要生成物質為水、二氧化碳和一氧化碳等,屬于"超低污染"。出于對地球環(huán)境保護的要求和謀求新的能源,燃料電池發(fā)動機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)車輛性能接近內燃機汽車
內燃機的比功率約為300W/kg,目前燃料電池本體的比功率為700W/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,比功率為300~350W/kg,功率密度280W/L。在能量方面燃料電池與內燃機相接近,因此其動力性能可以達到內燃機汽車的水平。
2、燃料電池的缺點
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,還有碳水化合物經過重整后轉換的氫是燃料電池的唯一燃料。氫氣的產生、儲存、保管、運輸和灌裝或重整,都比較復雜,對安全性要求很高。但燃料種類的單一性,可以建立標準化、統(tǒng)一的供給系統(tǒng)。
2)要求高質量的密封
燃料電池的單體電池所能產生的電壓約為1V,不同種類的燃料電池的單體電池所能產生的電壓略有不同。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)動機組,在組合時,單體電池間的電極連接時,必須要有嚴格的密封,因為密封不良的燃料電池,氫氣會泄漏到燃料電池的外面,降低了氫的利用率并嚴重影響燃料電池發(fā)動機的效率,還會引起氫氣燃燒事故。由于要求嚴格的密封,使得燃料電池發(fā)動機的制造工藝很復雜,并給使用和維護帶來很多困難。
3)比功率還要進一步提高
內燃機的比功率約為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。甲醇經過重整產生的氫為燃料的燃料電池綜合功率密度(包括重整器質量)降低到220W/L。為了滿足FCEV動力性能的要求,需要進一步提高燃料電池發(fā)動機的比功率。
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