氢是一种元素组成的一个质子和一个电子。它是宇宙中最丰富的元素,但它不作为气体在地球自然发生。总是结合其他元素包括碳氢化合物、水和其他有机物质。从这些物质的高效生产氢的一个挑战涉及使用氢作为燃料。
氢是一种无污染替代燃料,可以使用国内生产的资源。它被认为是一种运输燃料由于其清洁特性,它有可能在国内生产和高效的燃料电池汽车——这是两到三次的效率比汽油车。2.2磅的氢气的能量是一样的,在一加仑汽油。随着氢体积能量密度较低,需要足够的燃料上存储在一个燃料电池汽车为了有一个练习场相当于传统的车辆。
目前可用的一些,包括高压压缩气体氢储氢技术的坦克和低温冷却液体氢-253°C (-423°F)绝缘坦克。其他技术目前正在研究包括化学成键氢与金属氢化物。氢燃料电池可能会用于固定式发电设备和便携式设备运输应用紧随其后。大多数汽车制造商正在分析最新的氢燃料电池汽车的原型。燃料电池是一种可行的技术提供重要的经济、环境和能源效率的好处。然而,存在一些障碍等车辆使用资本成本高,缺乏氢分布的基础设施,和挑战与储氢。
氢燃料电池
氢燃料电池直接将氢的化学能转化为电能并释放水和有用的热量作为副产品。氢燃料电池是无污染的,有更大的效率比传统的燃烧技术。
氢燃料电池的操作类似于一个电池。氢燃料电池有两个电极——阳极和阴极,所分离膜。氢气和氧气通过阴极,通过阳极。氢与催化剂的阳极反应将氢气转化为带正电荷的离子(H +)和带负电荷的电子(e)。使用电子流出细胞作为驱动电机提供电能。然后氢离子通过膜阴极,与氧气和电子结合,产生水。
燃料电池产生的电力是基于某些参数如温度、大小和类型的燃料电池,并提供的气体的压力。一个燃料电池能产生足够的电压最小的应用程序。个别燃料电池组合起来形成一个堆栈为了增加电压。然而,燃料电池堆栈可能包含几个单个细胞,这取决于应用程序分层在一起。这使燃料电池适合多个应用程序可伸缩性。
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图片来源:tfl.gov.uk
优点和缺点
氢燃料电池的主要优点包括以下几点:
- 与汽油和柴油汽车、氢燃料电池不产生空气污染。当发动机燃烧只产生氮氧化物。
- 它能减少依赖石油进口氢可以从各种来源国产。
- 燃料电池汽车的氢不产生温室气体的排放。
以下是一些氢燃料电池的缺点:
- 目前氢燃料电池汽车非常昂贵的比传统的车辆或任何混合动力车。
- 燃料电池汽车不像内燃机耐用的温度和湿度范围。
- 氢的可用性是有限的特定位置和氢是相当昂贵的。
- 氢燃料电池汽车生产很少的能源相比其他汽油或柴油车辆,因此很难实现高练习场。
- 系统用于提供从炼油厂汽油加油站不能用于氢。
氢燃料电池的使用
以下是一些氢燃料电池的应用:
- NASA氢气资源的主要用户为其太空计划。NASA航天飞机燃料的助推火箭使用液态氢和使用氢电池的电力来源。
- 氢燃料电池可以任何便携式设备使用电池。与一个典型的电池,氢燃料电池继续产生能量的连续供应燃料。燃料电池的这种能力使他们能够像助听器设备、录像机,手机和笔记本电脑。
- 静止的氢燃料电池是最大和最强大的燃料电池。他们是一个干净、可靠的电力来源,城市,城镇,和建筑物。这些燃料电池也用于备份和远程电源应用包括远程气象站和农村地区。
再保险:氢燃料电池
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