燃料电池原理及优缺点?
优点:
燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。
从理论上来讲,只要连续供给燃料,燃料电池便能连续发电,已被誉为是继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。
发电效率高
燃料电池发电不受卡诺循环的限制。
理论上,它的发电效率可达到85%~90%,但由于工作时各种极化的限制,目前燃料电池的能量转化效率约为40%~60%。
若实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。
环境污染小
燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。
另外,由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫,而且按电化学原理发电,没有高温燃烧过程,因此几乎不排放氮和硫的氧化物,减轻了对大气的污染。
比能量高
液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍,直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池(能量密度最高的充电电池)高10倍以上。
目前,燃料电池的实际比能量尽管只有理论值的10%,但仍比一般电池的实际比能量高很多。
噪音低燃料电池结构简单,运动部件少,工作时噪声很低。
即使在11MW级的燃料电池发电厂附近,所测得的噪音也低于55dB。
燃料范围广对于燃料电池而言,只要含有氢原子的物质都可以作为燃料,例如天然气、石油、煤炭等化石产物,或是沼气、酒精、甲醇等,因此燃料电池非常能源多样化的需求,可减缓主流能源的耗竭。
可靠性高
当燃料电池的负载有变动时,它会很快响应。
无论处于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行,它都能承受且效率变化不大。
由于燃料电池的运行高度可靠,可作为各种应急电源和不间断电源使用。
易于建设燃料电池具有组装式结构,安装维修方便,不需要很多辅助设施。
燃料电池电站的设计和制造相当方便。
缺点:
(1)价格昂贵。
燃料电池的价格是其他发电机组(内燃机、燃气轮机)的2—10倍。
目前最先进的燃料电池系统的价格相当于太阳能发电系统的价格。
(2)对燃料的要求很高。
有些燃料电池只能用氢气,有些燃料电池虽然能够用天然气,但必须脱硫,往往需要非常高效的过滤器,并且要经常更换。
(3)维护比较专业。
燃料电池的维护与其他的发电机组有很大不同,目前这方面的专业维护人员非常缺乏。
燃料电池发生故障之后,往往只能运回生产厂家进行维修,还无法做到现场更换电池堆。
(4)燃料电池目前还处于研发阶段,还不能做到规模生产。
市场上已有的一些产品进入商业化的时间还很短。
燃料电池发动机原理?
1.
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。
2.
燃料电池其原理是一种电化学装置,其组成与一般电池相同。
其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。
3.
不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此限制了电池容量。
而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。
4.
燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。
电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。
原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。
燃料电池的工作原理与动力电池有什么不同?
燃料电池的工作原理是通过消耗氢气或者其他的气体,然后直接和电子元件反应产生的电力的电池,最大的区别是燃料电池是通过燃烧物质反应产生电力的。
而动力电池,它是电池内部化学反应,通过充电产生一种物质,然后,在放电的时候,一种物质在还原。