氫能源汽車的工作原理

氫能源汽車的工作原理：氫分子通過燃燒與氧分子結(jié)合產(chǎn)生熱能和水。氫燃料電池通過液態(tài)氫與空氣中的氧結(jié)合而發(fā)電，根據(jù)此原理而制成的氫燃料電池可以發(fā)電用來推動(dòng)汽車，提供家庭或工業(yè)用電或作為手機(jī)電池。原理說起來很簡(jiǎn)單，但具體分析的話就會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)提煉氫燃料的過程非常復(fù)雜，而且能耗也非常高。

氫內(nèi)燃車和氫燃料電池車不同。氫內(nèi)燃車是傳統(tǒng)汽油內(nèi)燃機(jī)車的帶小量改動(dòng)的版本。氫內(nèi)燃直接燃燒氫，不使用其他燃料或產(chǎn)生水蒸氣排出。這些車的問題是氫燃料很快耗盡。載滿氫氣的油缸只能行駛數(shù)英里，很快便沒能量。

儲(chǔ)氫方法：

傳統(tǒng)儲(chǔ)氫方法有兩種，一種方法是利用高壓鋼瓶（氫氣瓶）來儲(chǔ)存氫氣，但鋼瓶?jī)?chǔ)存氫氣的容積小，而且還有爆炸的危險(xiǎn)；另一種方法是儲(chǔ)存液態(tài)氫，但液體儲(chǔ)存箱非常龐大，需要極好的絕熱裝置來隔熱。

近年來，一種新型簡(jiǎn)便的儲(chǔ)氫方法應(yīng)運(yùn)而生，即利用儲(chǔ)氫合金（金屬氫化物）來儲(chǔ)存氫氣。研究證明，在一定的溫度和壓力條件下，一些金屬能夠大量“吸收”氫氣，反應(yīng)生成金屬氫化物，同時(shí)放出熱量。其后，將這些金屬氫化物加熱，它們又會(huì)分解，將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來。這些會(huì)“吸收”氫氣的金屬，稱為儲(chǔ)氫合金。

其儲(chǔ)氫能力很強(qiáng)。單位體積儲(chǔ)氫的密度，是相同溫度、壓力條件下氣態(tài)氫的1000倍，也即相當(dāng)于儲(chǔ)存了1000個(gè)大氣壓的高壓氫氣。儲(chǔ)氫合金都是固體，需要用氫時(shí)通過加熱或減壓使儲(chǔ)存于其中的氫釋放出來，因此是一種極其簡(jiǎn)便易行的理想儲(chǔ)氫方法。

燃料電池現(xiàn)在可以使用的主要有這樣幾種：

1、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）1980年研制成功，在650攝氏度下工作，把熔融碳酸鹽作為電解質(zhì)，把送到正極的二氧化碳作為離子載體。不需要催化劑，而且可以使用天然氣等其他氣體燃料。但是啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。

2、固體氧化物燃料電池（SOFC）1980年研制成功，電解質(zhì)為含有氧化鋯等成分的固體陶瓷材料。工作在800~1000攝氏度的高溫，離子可以通過陶瓷材料。不需要鉑等催化劑。也可以使用其他氣體燃料，啟動(dòng)時(shí)間也較長(zhǎng)。

3、磷酸燃料電池（PAFC）1967年研制成功，工作溫度接近200度，需要催化劑，電解質(zhì)為磷酸水溶液，在飯店和醫(yī)院使用較多。

4、固體高分子燃料電池（PEFC）目前投入研究力量最大的電池，電解質(zhì)為高分子樹脂薄膜，可以實(shí)現(xiàn)小型化。工作溫度在100度以下，但是需要催化劑。也可以使用甲醇。啟動(dòng)時(shí)間也最短。