清洁技术入门

氢燃料电池是如何制造的?

燃料电池可以定义为一种通过化学反应将化学能从燃料转化为电能的装置。这种化学反应在氧气或氧化剂存在的情况下发生。

氢燃料电池是含有氢作为燃料的电池。氢燃料是在燃烧过程中或通过电化学反应释放能量的零排放燃料。燃料电池和电池通过化学反应产生电流,但燃料电池只要有燃料就会产生能量,因此永远不会失去电荷。

来源:Think Stock

氢是宇宙中最简单、最丰富的元素。尽管氢含量丰富,但很少以纯形式被发现。水是氢的主要来源,碳氢化合物是氢的下一个来源。从可再生能源和不可再生能源中提取氢都很容易。氢燃料电池是转向可持续能源系统的最佳选择之一。

氢的生产

氢可以从其主要来源碳氢化合物和水中获得,方法如下所述。氢也可以从有机酶中获得。

水的电解当电流通过水时,它分解成氧和氢两种元素。带正电的氢会被阴极吸引,带负电的氧会被阳极吸引。这种生产氢的方法正被用于加氢站。

碳氢化合物的重整-甲醇、乙醇、石油和天然气等碳氢化合物是氢的丰富来源。从碳氢化合物中提取氢的过程称为重整。

氢燃料电池的操作

氢燃料电池的基本结构包括两个电极、电解质、燃料(氢)和电源。分离两个电极的电解液是一种离子导电材料,它促进了离子的自由通过。在燃料电池中,氧化剂(或氧气)流过燃料(氢)。氢和氧结合形成水并产生热。在阳极,氢被剥夺了它的电子,它的质子通过了电解质。电子通过外部直流(直流电)电路到达动力装置。

为了增强发电能力,可以使用一系列燃料电池。

氢燃料电池的优点和缺点

使用氢燃料电池的优点如下:

  • 氢是一种丰富的资源
  • 燃料电池不排放有害气体
  • 氢气是无毒的,不会产生任何有害的副产品
  • 效率高,产能强劲
  • 氢燃料电池的燃料效率很高
  • 氢是一种可再生能源

然而,使用氢燃料电池也有一些缺点,如下所述:

  • 昂贵的建设和维护
  • 氢气的储存是困难的
  • 压缩氢气是高度易燃的

氢燃料电池的应用

下面列出了氢电池的一些应用:

  • 用于火箭燃料(甚至可以通过纯氢提供水供应)20排放)
  • 用于居民区供电
  • 用来驱动汽车和飞机

参考文献

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