氢燃料(liào)电池的工作(zuò)原理分析:
1.氢质(zhì)子交换膜燃料(liào)电池(chí)是一个利用氢气(qì)和空(kōng)气中的氧气,把化学能直接转换成电能,而(ér)在能量转换过程中既无(wú)污染又无噪音的发(fā)电装置。 负(fù) 极: 2H2 → 4H+ + 4e- 正 极: O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 整个过程(chéng): 2H2 + O2 → 2H2O + 热能,该产(chǎn)品的优势 氢能是(shì)21世(shì)纪最(zuì)有(yǒu)可能在世界能源舞台上(shàng)成为(wéi)一种举足轻重的二次能源(yuán)。
2.燃(rán)料(liào)电(diàn)池的工作过程是化学(xué)能转(zhuǎn)化为电能的过程,不受卡(kǎ)诺循环(huán)的限制,能量转换(huàn)效率较高,其明显优势有: 能(néng)量转换率高 燃(rán)料电(diàn)池能量转换率一般在70%以上,为火力发电2倍以(yǐ)上(火力发电(diàn)效率仅20%-30%)。比能量高 能量比重量为(wéi)铅酸电池的3.45倍。
3.寿命长传统(tǒng)的铅(qiān)酸电池寿命在(zài)般在一年半,而燃料电(diàn)池寿(shòu)命可达5年(nián)以上。无(wú)污(wū)染 质子交换膜(mó)燃料(liào)电池(chí)是利用氢气在(zài)负极进行氧(yǎng)化,生成(chéng)氢离子(质子)、分(fèn)离电子的反应;氢离(lí)子与氧原子在正极(jí)进行还(hái)原反(fǎn)应结(jié)合(hé)生成(chéng)水,排出物(wù)是水(或蒸汽),无污(wū)染,属于零排放。
4.过(guò)载能(néng)力强燃料电池除了在较宽的工作范围内具有较高的工作(zuò)效率外,其短时过载能力可达(dá)额定功率(lǜ)的200%或更大。使用方(fāng)便 只要备足氢气,燃料电池就可提供稳定电压(yā)和电流,不需(xū)要充电。低噪音 燃料电(diàn)池属(shǔ)于静态能量(liàng)转换装置,除(chú)了(le)空气(qì)压缩机(jī)和(hé)冷却系统(tǒng)以外无其它运(yùn)动(dòng)部(bù)件,因此运行过程中(zhōng)噪音和振动(dòng)都较小(xiǎo)。
5. 氢气通过管(guǎn)道或导(dǎo)气板到达(dá)阳极;在阳极(jí)催化剂的作用(yòng)下,1 个氢分子解离为 2 个氢质子,并释放(fàng)出(chū) 2 个电子,阳极反应为: H2→2H++2e。在电(diàn)池(chí)的另(lìng)一端(duān),氧(yǎng)气(或空气)通(tōng)过管道或导(dǎo)气板到达阴极,在阴(yīn)极催(cuī)化剂的作(zuò)用下(xià),氧分子和氢(qīng)离子与通过外(wài)电(diàn)路(lù)到(dào)达阴极的电子(zǐ)发生(shēng)反应生成水,阴极反1/2O2+2H++2e→H2O 总的(de)化学反(fǎn)应为:H2+1/2O2=H2O 电(diàn)子在外电路形成直流(liú)电。因此,只(zhī)要源源不断料电池阳极和阴极供给氢气和氧气,就可(kě)以(yǐ)向外电路的负载连续地输出电能(néng)。