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中文 > 产品&解决方案 > 氢燃料电池的概念_燃料电池的工作原因_攀业氢燃料电池的优势-上海攀业氢能源科技有限公司

什么是氢燃料电池?

燃料电池是一种电化学能量转换装置,可以将氢气中的化学能直接转换为直流电。当氢气作为燃料进入燃料电池后,燃料电池就会发出电,并且排放出唯一副产品,洁净的水。和传统蓄电池不同的是,传统蓄电池只能将本身储存的能量释放出来,因此传统蓄电池只是一个储能装置,而燃料电池在有充足的氢气的情况下可以源源不断地将氢气的能量转换为电能。因此燃料电池在可持续工作时间上远远强于传统的蓄电池。而且燃料电池在工作的时候十分安静,并且没有温度很低,不超过100摄氏度。这确保了燃料电池可以应用在各种领域。

燃料电池如何工作?

燃料电池由质子交换膜、催化剂涂层、阴极(气体扩散层)、阳极(气体扩散层)、集流板组成。其中质子交换膜、催化剂涂层组成膜电极,膜电极和阴极、阳极气体扩散层组成膜电极组(MEA)。MEA和2块集流板组成单电池。

气体(氢气和空气)经集流板通道进入质子交换膜两边的电极。氢气经此通道流向涂有铂催化剂的阳极,分离成氢质子和氢离子。自由电子流至外电路,形成电流,质子经电解膜到达阴极。空气中的氧气,外电路中的电子和质子在负极发生反应产生纯净水,释放热量。

多个单电池拼接形成燃料电池堆,提供所需功率。单电池开路电压约1V, 满负载时约为0.6V。单电池串联组成电池堆,提供所需输出电压。燃料电池输出电流与有效面积呈正比例。因此,燃料电池堆可经几何拼接产生所需输出电压,电流和功率。

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攀业氢燃料电池的优势?

产品特点
攀业独有的PASH自增湿技术使得燃料电池产品在实用性上有了巨大的突破。在成本上也有了显著的降低。相对于传统燃料电池技术,PASH技术拥有诸多优点:

更简单的结构、更小的外形和更轻的重量
由于PASH技术的出色表现,整个燃料电池系统在运转的时候不需要对于进入燃料电池的空气和氢气进行额外的增湿,也不需要比热容更大的水来冷却系统就可以保证系统正常工作。这使得整个系统的结构分外简洁,轻巧。如果采用水冷增湿技术,4千瓦的燃料电池系统的体积和重量将会达到攀业现有产品的三倍以上。

更高的可靠性
简化系统设计旨在确保最大限度的减少燃料电池系统的零部件的同时确保系统正常运转。这能有效降低系统故障的概率,并且能够大幅降低使用期间的维护成本。

更低的成本
更少的零部件在降低故障概率的同时也有效的降低了零部件成本和生产成本。

更简单的控制系统
当整个系统被大幅简化后,控制系统仅仅需要控制个位数的部件就能是系统正常运转。这使得控制策略大幅简化,这也使得燃料电池系统更易集成到其它终端应用产品中,比如燃料电池车辆,燃料电池电源等。

更高的燃料效率
PASH技术确保燃料电池产品拥有很高的燃料效率,简化的系统设计又将这一特点进一步强化。整个燃料电池辅助系统的能耗不超过系统总功率的3%。

更好的环境适应性
基于PASH技术开发的燃料电池电极在空冷非增湿条件下可以稳定的运行在0.65V/800mA。具有出色性能的同时,该电极也具有极强的环境适应性。使用该电极的燃料电池对能够在零下十摄氏度,20%-95%的环境下启动和工作。

使用氢气安全吗?

使用氢气安全吗?大众对于氢气的使用普遍存在莫名的恐惧心理,认为氢气是不安全的,甚至是极其危险的。实际上任何燃料都含有能量,只要含有能量就有潜在的着火或爆炸的危险。根据现有的文献来看,氢气并不比我们经常使用的能源,像汽油、天然气、工业用电等危险。

实际上我们日常生活中也会经常用到氢气,比如煤气,大约50%左右的成份为氢气,人们对于煤气的安全却没有心存疑虑,也没有因为其有潜在的安全问题而不去使用它。

氢是自然界中分子量最小的元素,是空气质量的1/14。在开发的空间中,氢气很容易快速扩散,而不像汽油等燃料挥发后滞留在空气中不易扩散,其爆炸的可能性很小。当然这也造成了其储存起来比较困难。

氢气非常易燃,身上的静电就有可能引起氢气的燃烧。另外在空气中,氢气的燃烧范围很宽,按体积比计算其范围为4%~75%。当泄漏发生时﹐往往是气体燃烧范围的下限决定是否会有危险发生。氢气的燃烧下限是汽油的4倍、丙烷的2倍﹐但稍低于天然气的燃烧下限。所以对氢的爆炸危险要有足够的警惕。氢气爆炸时释放的能量为同体积汽油(气态)爆炸释放能量的1/22左右。氢气燃烧时产生水,但是不会冒烟,不会污染环境。而汽油等燃料燃烧会产生大量对人体和环境有害的烟雾和粉尘。由于氢焰的辐射率小,只有汽油、空气火焰辐射率的十分之一,因此氢气火焰周围的温度并不高。

为了保证氢气使用安全,可以在用氢场所配备氢气泄漏检测仪,防止潜在危险。

上海世博会期间,194辆氢燃料车及加氢站正常稳定运行。2008年采用氢动力的神舟七号顺利登月。总的来说,只要注意氢气的安全操作,就能最大程度的避免潜在事故。