氢燃料电池的基本原理是什么?它与纯电动车电池有何区别?
来源:宝鄂实业
2019-10-15 22:14
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氢燃料电池的基本原理
燃料电池(FuelCell),是一种发电装置,但不像一般非充电电池一样用完就丢弃,也不像充电电池一样,用完须继续充电,燃料电池正如其名,是继续添加燃料以维持其电力,所需的燃料是“氢”,其之所以被归类为新能源,原因就在此。
氢燃料电池的基本原理其实就是电解水的逆反应。在氢燃料电池车的整个运行过程中,仅仅需要的就是氢气和空气中的氧气,氢气和氧气本身不会产生能量,也并非通过燃烧的方式取得能量,而是通过氢气与空气中的氧气进行化学反应过程中的电荷转移形成电流,从而为车辆行驶供能。
氢元素是宇宙中最为丰富的元素,在地球上的储量也十分充足,不会存在氢气资源枯竭的情况。在整个车辆行驶途中不会排放任何气体,排出的唯一废物就是“纯净水”。
纯电动汽车的能源本质上来自于火力发电、水力发电、核能发电、风能发电,而截止2018年7月为止,中国的火力发电占比达74%,毫不夸张地说,纯电动汽车的能源来自于传统燃煤的火力发电。其实如果不能在源头上解决发电的问题的话,新能源还是不能称之为新能源的。
关于氢燃料电池中的氢气来源,目前工业制氢主要有几种方法:一是采用化石燃料制取氢气;二是从化工副产物中提取氢气;三是采用来自生物的甲醇甲烷制取氢气,四是利用太阳能、风能等自然能量进行水的电解。从经济性上看,制氢的成本很大程度上取决于原料的成本,就目前的原料价格水平看,焦炉气制氢和天然气制氢成本更低。
关于用车场景
漫长的充电过程是纯电动车如何也逃不过的一大痛点。目前,充电最快的超级充电桩就是特斯拉的ModelS了,但也仍需1.25个小时左右,如此长的充电时间使车辆行驶具有很大的局限性。受电池技术制约,普遍300-400km的续航里程不符合大众的用车习惯,更重要的是充电时间过于集中,大批纯电汽车进入电网,将对现有电网带来不小压力。
那么氢燃料电池车呢?
相比纯电动汽车来讲,它的使用过程与传统燃油车更加类似。燃料不够直接到加氢站补充,加氢时长3-5分钟,虽然比燃油车加油稍长,但在可接受范围内;续航里程与当下燃油车相差无几,从现有量产氢燃料电池车来看,600km续航已不在话下。最近,现代推出的最新车型Nexo续航里程已经达到800km。
燃料电池(FuelCell),是一种发电装置,但不像一般非充电电池一样用完就丢弃,也不像充电电池一样,用完须继续充电,燃料电池正如其名,是继续添加燃料以维持其电力,所需的燃料是“氢”,其之所以被归类为新能源,原因就在此。
氢燃料电池的基本原理其实就是电解水的逆反应。在氢燃料电池车的整个运行过程中,仅仅需要的就是氢气和空气中的氧气,氢气和氧气本身不会产生能量,也并非通过燃烧的方式取得能量,而是通过氢气与空气中的氧气进行化学反应过程中的电荷转移形成电流,从而为车辆行驶供能。
氢元素是宇宙中最为丰富的元素,在地球上的储量也十分充足,不会存在氢气资源枯竭的情况。在整个车辆行驶途中不会排放任何气体,排出的唯一废物就是“纯净水”。
纯电动汽车的能源本质上来自于火力发电、水力发电、核能发电、风能发电,而截止2018年7月为止,中国的火力发电占比达74%,毫不夸张地说,纯电动汽车的能源来自于传统燃煤的火力发电。其实如果不能在源头上解决发电的问题的话,新能源还是不能称之为新能源的。
关于氢燃料电池中的氢气来源,目前工业制氢主要有几种方法:一是采用化石燃料制取氢气;二是从化工副产物中提取氢气;三是采用来自生物的甲醇甲烷制取氢气,四是利用太阳能、风能等自然能量进行水的电解。从经济性上看,制氢的成本很大程度上取决于原料的成本,就目前的原料价格水平看,焦炉气制氢和天然气制氢成本更低。
关于用车场景
漫长的充电过程是纯电动车如何也逃不过的一大痛点。目前,充电最快的超级充电桩就是特斯拉的ModelS了,但也仍需1.25个小时左右,如此长的充电时间使车辆行驶具有很大的局限性。受电池技术制约,普遍300-400km的续航里程不符合大众的用车习惯,更重要的是充电时间过于集中,大批纯电汽车进入电网,将对现有电网带来不小压力。
那么氢燃料电池车呢?
相比纯电动汽车来讲,它的使用过程与传统燃油车更加类似。燃料不够直接到加氢站补充,加氢时长3-5分钟,虽然比燃油车加油稍长,但在可接受范围内;续航里程与当下燃油车相差无几,从现有量产氢燃料电池车来看,600km续航已不在话下。最近,现代推出的最新车型Nexo续航里程已经达到800km。