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燃料电池与锂离子二次电池的区别是什么?

来源:宝鄂实业    2019-08-18 08:46    点击量:
A1:操作原理与Li离子二次电池的操作原理相同,都是负极材料被正极材料氧化时,释放电量。具体到燃料电池就是氢氧化形成水的反应,与缓慢燃烧一样。所不同的是由H离子代替Li离子移动放电(发电),因此燃料电池也可以说是“H(氢)离子电池”。不过,目前已经商用化的只有不能充电的一次电池。
 
 
 
PEFC(固态高分子型燃料电池)的组成
 
 
 
Q2:与锂离子二次电池相比有哪些特点?如果不能充电那是一次性的吗?
 
 
 
A2:氢气本身的燃烧能量密度是汽油的3倍。即使是在燃料电池系统中,能量密度也高达锂离子二次电池的5倍左右,因此可以使用很长时间。即使初始容量耗尽,也不会是一次性的。原因是正极材料(氧气)在空气中存在且不会消失。负极材料(氢)也是气体,当它消耗完后可以重新填充。
 
 
 
Q3:氢气来自哪里?
 
 
 
A3:(例如)可以从水或太阳提取,然后将提取的氢气在燃料电池中使用时,它又会变回水。太阳能发电和水电解设备,燃料电池可以说是通过水和氢将太阳能转换成电能的机制。
 
 
 
Q4:二十年前日本就在提燃料电池与氢气社会,这一次是真的要来到了吗?
 
 
 
A4:最近,各种技术的发展和社会环境的变化显示时机有到来的趋势。例如:
 
 
 
输出密度比20年前提高了3倍以上。
 
 
 
电动汽车(EV)、无人机等领域一度引起热潮,但在实际用途中续航里程以及充电时间等痛点问题非常深刻,越来越多人意识到燃料电池可能解决上述问题。
 
 
 
目前普遍使用城市燃气和甲醇作为燃料,但是存在氢转化过程中一部分能量被消耗的问题。通过直接使用纯氢,可以得出燃料电池的原始性能。目前基础设施在逐步完善。
 
 
 
Q5:如果燃料电池出来,还需要锂离子二次电池吗?FCV与EV的关系将会如何?
 
 
 
A5:最佳使用方式在技术上是不同的,通过组合使用燃料电池与锂离子电池,可以创建迄今无法完成的新应用或避免浪费成本。而且许多现有的燃料电池汽车(FCV)配备了容量不小的二次电池,实际上是半EV产品的形态。所以经济合理性对于推广才是最重要的,目前可预见的趋势首先是与锂离子二次电池一起使用才更合适。
 
 
 
FCV考虑首先从商用车辆(公共汽车,长途卡车,叉车,无人机等)引入,其中续航里程和稼动率很重要。如果未来自动驾驶普及的话,城市汽车采用FCV的可能性也很大。
 
 
 
Q6:有一种说法是日本虽然技术先进,但布局太早是否被孤立了?
 
 
 
A6:虽然日本制造商在技术方面保持优势,但海外也在猛烈追赶。在市场开拓和发展氢气供应基础设施等方面,不如说海外现在的进展更快。美国Amazon和Walmart已经共计导入了约2万台燃料电池(FC)叉车。日本早期布局很早,但中间睡觉了,猛然觉醒的当下,有点睡过头的兔子的状态。