碱性燃料电池调研报告

碱性燃料电池调研报告

问:燃料电池的发展现状和前景
  1. 答:关于燃料电池的发展现状和前景分享如下:
    目前全球致力将低铂载量,高性能,低成本的膜电极,高导电、导热能力的双极板和气体扩散层作为主要的发展方向。而未来在下游应用对性能需求的提升下,也会往更高工作温度,更高效,成本更低的方向发展,可能在各部件材料及设计上都会有非常大的革新。
    现阶段主要有几种燃料电池技术:质子交换膜燃料蠢粗电池、磷酸盐燃料电池、碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池及固体氧化物燃料电池等。
    而由于衫御显著的工作温度及启动时间优势,目前市场上将质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为最主要的发展方向,在政策及性能优势的驱使下,质子交换膜燃料电池的下游应用主要集中在交通运输方面。
    数据显示,我国2021年全年汽车销量近1600辆,其中1-10月1233辆,超过90%的部分为中重卡,而重卡也是未来燃料电池商用车的主要应用之一。
    氢气作为燃料电池的燃料,具有非常高的热值,而高纯度氢气制取技术作为燃料电池的上游,对燃料电池的发展起到很大的推动作用。
    就传统制氢而言,中国是煤炭大国,通过煤炭制氢是最主要的方式,而国际上主流方式还是用天然气制氢方法。随着技术带塌镇的迭代,天然气及重整制氢也逐渐成为目前中国重要的制氢方式。
    但是由于制备过程中都有碳排放情况产生,并不能彻底解决问题。所以电解水制氢技术应运而生,如何获取较高的制备效率也将会是制氢技术的重要驱动因素。
    目前国内电力来源仍是煤电,所以在电解水制氢的过程中,仍然无法从根本上解决碳排放问题。但是随着国内风电、光伏发电的逐步发展,相信在不远的将来,无论是从碳排放还是制氢成本上都将会有很大程度的改善。
问:简述碱性燃料电池的特点
  1. 答:碱性燃料电池的特点:低温性能好,温度范围宽,并且可以在较宽温度范围内选择催陪兄化剂,但是才用的碱性易受CO2的毒化作用因此吵侍必须要严格出去CO2,成本就偏高。
    原理
    使用的电解质为水溶液或稳定的基质,且电化学反应也与羟基(OH)从阴极移动到阳极与氢反应生成水和电子略有不同。这些电子是用来为外部电路提供能量,然后才回到阴极与氧和水反应生成更多的羟基离子。
    负极反应:2H2+ 4OH-→ 4H2O + 4e-
    正极反应:O2+ 2H2O + 4e- → 4OH-
    碱性燃料电池的工作温度大约80℃。因此,它们的启动也很快,但其电力密度却比质子交换膜燃料电池的密度低十来倍,在汽车中使用显得相当笨拙。不过,它们是燃料电池中最低的一种电池,因此可用于小型的固定发电装置。
    如同质子交换膜燃料电池一样,碱性燃料电池对能污染催化剂的和升乱吵其它杂质也非常敏感。此外,其原料不能含有一氧化碳,因为一氧化碳能与氢氧化钾电解质反应生成,降低电池的性能。
问:燃料电池的前景
  1. 答:燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。根据电解质种类不同,燃料电池基本分为五种:碱性燃料电池(AFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、磷酸燃 料电池(PAFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)以及质子交换膜燃料电池(PEMFC)。 燃料电池具有以下优点:能量转换效率高;无污染零排放;模块化结构,维护保养成本低; 燃料来源广泛,通过多种方式制备。
        质子交换膜燃料电池凭借其特性主要应用于新能源汽车。对比其他几种燃料电池, 质子交换膜电池输出穗逗山功率密度高,质量功率高,可在室温条件下工作,同时起动迅速,主要应用于新能源汽车。
    质子交换膜电池主要由质子交换膜、催化剂,双极板等构成。当它工作时,氢气进入阳极扩散层,并在催化剂的作用 下转化为质子和电子;氧气进入阴极扩散层,并在催化剂的作用下得到电子转变为 O2- 离子;质子通过质子交换膜到达阴极与 O2-作用形成水,电子则通过外电路回到阴极,在这个过程中产生并提供电能。
        一、电池系统
        电池系统是燃料电池汽车产业链的核心环节,而电池堆是其重要组成部分。燃料电 池汽车产业链包括上游矿产等相关资源,中游的电池系统、电机电控以及下游的整车厂、 加氢站及服务等。猜中燃料电池电池系统分为两大部分:一是指穗电池堆,包括质子交换膜、催化剂、扩散层和双极板;二是其他部件,包括空压机、储氢瓶。
        电池堆包括质子交换膜、催化剂、扩散层和双极板。其中质子交换膜直接影响燃料 电池的使用寿命;催化剂决定电极反应的效率;扩散层起到支撑催化层,收集电流,传导 气体和排出水作用;双极板则负责把燃料和空气分配到两个电极表面以及电池堆散热。
碱性燃料电池调研报告
下载Doc文档

猜你喜欢