燃料电池技术可直接处理除氢之外的燃料吗?
某些燃料电池技术可直接处理除氢之外的燃料,一些有希望的配对如下所列
1)直接甲醇质子交换膜燃料电池;
2)氨碱性燃料电池;
3)直接碳氢化合物熔融碳酸盐或固态氧化物嫩料电池。
像它们所对应的氢一样,直接甲醇质子交换膜燃料电池在积极研究之中,且已呈现了许多优点,例如不需要重整器、液态燃料的处理,以及系统中不存在高温。其主要缺点是需要在液态水中稀释甲醇,以供给燃料极,并为甲醇的强交换体,此归因于在聚合物膜中的吸收,但主要还在于其缓慢的动力学效应。
氨碱性燃料电池是替换氨热裂化的可供选择的方案。氨气直接供给燃料电池,并在阳极催化裂解。氨碱性燃料电池反应给出了稍低些的热力学电压,且与氢碱性燃料电池相比,其活性损耗较高。这一活性损耗可通过改进催化剂层予以减小。人们感兴趣的是,可以利用氨直接与其他燃料电池技术相结合,只要燃料电池电解液的酸性本质不会因碱性氨而被破坏。
熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固态氧化物燃料电池(SOFC)因其高工作温度,故有直接裂化碳氢化合物的能力。因此,它们并不直接消耗碳氢化合物,而是由碳氢化合物在其内部提取氢。这样的选择方案显然存在14.5节所讨论的高温燃料电池所有的缺点。
不同数目的锂电池芯可以进行组合,这就形成了多芯锂电池,人们会以锂电池芯的数目来命名这种锂电池组,如3个电池芯的组合就叫3芯锂电池。
多芯锂电池是为了产品目的而生产的,其组合方式有串联、并联、串并联三种,笔记本电脑是多芯锂电池应用最广的领域,现在以它为例对多芯锂电池进行说明。
目前,笔记本电脑电池组合主要有奇数形式的3芯、9芯,偶数形式的4芯、6芯、8芯、12芯,这些多芯锂电池的不同组合方式可达成电压和容量的改变。通常来说,锂电池芯越多,则续航能力越强,待机时间也越长,但负面影响一是价格高,二是稳定性差一些,这个好理解,锂电池芯越多,则电池本身的一致性以及工作中的协调一致性就复杂的多,因而在设计中,把控电池稳定性的难度就会加大大。
以3芯锂电池6芯锂电池为例说一下识别多芯锂电池的方法。3芯锂电池的标注方法为11.1V/2200mAh,这是因为3个锂电池芯是串联组合,一个锂电池芯的电压为3.7V,所以,3芯锂电池的电压为3.7×3=11.1V,而其容量是一支锂电池芯的容量。6芯锂电池的标注方法为:11.1V/4400mAh,这是因为6芯锂电池采取了3串2并的组合方法。取得同等电压情况下,6芯锂电池容量是3芯锂电池的三倍,高容量是6芯锂电池比3芯锂电池续航能力更强的根本原因。
多芯锂电池广泛应用于各种领域。不过,正如前面所说,从性价比考虑,锂电池芯并不是越多越好,锂电池芯越多则价格越昂贵,而且芯数少则稳定性好。
以笔记本电池为例:家庭用3芯锂电池和4芯锂电池就可以了,因为电源稳定;如果是在固定办公场所,则6芯锂电池和8芯锂电池为宜,因为待机时间长;如果需要移动办公的话,有可能考虑采用9芯和12芯锂电池,因为可以适应更长的续航要求。
镍镉蓄电池使用了同于镍铁蓄电池的正极和电解液,在组成中应用了金属锅的负极。单体蓄电池反应给出于表12-1中,且其额定开路电压为1.3V。历史上,这类蓄电池的开发与镍一铁蓄电池在时间上相同,并且它们有相似的性能。
已经看到镍一锡蓄电池技术的巨大进展,其优点为高比功率(高于220Wkg)、长循环寿命(直至200()次循环)、电气和机械上使用不当时的高耐受度、遍及放电电流广范围的电压降都较小、快速充电能力(在18 min内,可充电至约40%一80%容量)、广范围的工作温度(- 40一85C )、低自放电率(0.5%天)以及由于可忽略的腐蚀性和多种尺寸设计的有效性,它还具有优异的长期储存的能力。但是,镍一福蓄电池存在一些缺点高初始成本、相对低的单体蓄电池电压以及锡的致癌性和危害环境的作用。
镍一锡蓄电池通常可分为两个主要的类型排气型和密封型。排气型可由许多种可选方案组成。排气型烧结的极板是最近期的开发成果,具有高比能量,但更昂贵。它有呈平坦的放电电压曲线,以及占优的高放电率和低温性能。密封型镍-0蓄电池引人了特殊的单体蓄电池设计特点,以防止过充电期间由气体生成所导致的单体蓄电池内压力的增加。因而这类蓄电池不需要维护。
应用于电动汽车和混合动力电动汽车配置的镍一锅蓄电池主要制造厂为SAFT和VARTA。近年由镍一镐蓄电池装备的电动汽车已有克莱斯勒TE Van, CitroenAX、马自达双门篷车、三菱EV, Peugeot 106和Renault Clio。