鉅大LARGE | 點擊量:553次 | 2019年04月24日
燃料電池掃盲
風(fēng)口何時來?
我國定義的新能源汽車包含電動汽車(純電動,插電式混合動力)以及燃料電池汽車。
相比于電動汽車,燃料電池汽車被認(rèn)為是新能源汽車的終級解決方案,早已作為我國戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)而大力發(fā)展和支持。
燃料電池的風(fēng)口是否會全面到來?!在這之前我們不妨先對它做一個基本了解。
基本原理
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料電池的工作原理與傳統(tǒng)電池類似,燃料(氫氣)在陽極氧化,氧化劑(氧氣)在陰極還原。電子經(jīng)外電路負載從陽極流向陰極,構(gòu)成回路,產(chǎn)生電流。
不同的是,燃料電池工作時,燃料會被不斷地消耗,因此需要一套單獨的儲存裝置來儲存燃料。
分類
燃料電池的分類方法很多,常按照電解質(zhì)的類型,分為堿性燃料電池(AFC),磷酸燃料電池(PAFC),熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC),固體氧化物燃料電池(SOFC)以及質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。
目前,主流的技術(shù)方向是以固體聚合物為電解質(zhì),氫氣為陽極燃料,空氣為陰極氧化物的質(zhì)子交換膜(PEMFC)燃料電池。
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)
PEMFC又稱固體高分子電解質(zhì)燃料電池,其組成如下圖:
主要由兩塊雙極板(陽極板/陰極板),兩塊附有催化層的兼做氣體擴散層的電極,一塊質(zhì)子交換膜組成。
雙極板(集流板):由石墨或金屬板制成,刻有導(dǎo)氣槽,能通過流道(平行、回旋型、蛇行等)將氫氣和氧氣導(dǎo)入電池。
它是單電池串聯(lián)組裝成電池堆的關(guān)鍵部件,收集并傳導(dǎo)電流,支撐膜電極,并起到支撐系統(tǒng)散熱和排水的作用。
膜電極(MEA):由最中心的質(zhì)子交換膜和兩邊的電極(包括催化劑層和氣體擴散層)組成。
質(zhì)子交換膜(PEM):全氟磺酸為骨架,主要是交換氫質(zhì)子,隔離燃料和氧化劑。
催化劑層:一般以碳載鉑(Pt/C)為催化劑,它是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所,也是電極的核心部分。
氣體擴散層:一般以碳布或者碳紙作為基底,加上防水劑聚四氟乙烯(PTEE)組成。
主要作用是支撐催化層,收集電流,為電化學(xué)反應(yīng)提供電子通道,氣體通道和排水通道的隔層。
簡單點來說,質(zhì)子交換膜燃料電池主要由雙極板,膜電極(質(zhì)子交換膜,催化劑層,氣體擴散層),和其他附件(密封裝置/散熱裝置/集流裝置等)三大部分組成。
到這里先簡要介紹一下燃料電池的基礎(chǔ)知識,在之后的文章中,汽車人參考會更加進一步為讀者分享燃料電池的相關(guān)信息以及見解。
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