什么是氢燃料电池？

1. 什么是氢燃料电池？

什么是氢燃料电池，对我们生活有哪些好处？

2. 什么是氢燃料电池？

氢燃料电池是使用氢这种化学元素制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，从而在外电路上产生电流。氢燃料电池主要的优点在于无污染，体积小，容量大。目前，氢燃料电池已经成功地应用于航天和发电汽车工业领域。

3. 氢燃料电池？

优点： 1、无污染。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧（汽、柴油）或储能（蓄电池）方式－－最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的（光伏电池板、风能发电等），整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。 2、无噪声。燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。 3、电池高效率。燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。缺点： 1.氢气的来源问题。氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成因素，想得到氢气可以通过电解水，但这可是个不太经济的方法，能量损失极大！你想，先从电解水开始，耗费电能，产生氢气，氢气再发电过程中还会有能量损失；电解水的电现在也是以煤电为主发出来的吧，烧煤发电也会有能量损失。 2.金属铂的稀缺。在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属就是咱结婚买戒指那个比24K金更贵的那个铂，它少啊，它贵啊，那么大规模生产氢燃料电池，这个铂就是瓶颈，完全没有规模化后成本减少的效应，反而需求越多越贵，这可怎么办好？ 3.氢气的安全性。有人说带着氢气瓶就像带个氢弹，到底这个氢气瓶会不会爆炸啊？氢气是最轻的气体，它的扩散性极强，氢的扩散系数比空气大3.8倍，比汽油大7.5倍，由此可以证明氢比汽油安全是有根据的。所以少量的氢气泄漏，可以在空气中很快被稀释成安全的混合气。氢气的比重小，易向上逃逸，这使得事故时氢气的影响范围要小得多。在未来以分布式为主、零排放为特征的能源构架中，氢能源系统会与电力系统并存互补，共同满足交通运输、家庭生活、工业生产的能源需求。

4. 氢燃料电池的介绍

氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极。

5. 氢燃料电池

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。氢能作为一种高热量、零污染、储量丰富的能源，也是人类发展的理想能源。然而由于技术难以突破，几十年的时间也没有达到主流使用的水平。如今随着全球加大节能减排和环境保护力度，氢能源再次成为工业和交通领域的宠儿。

氢燃料电池工作原理
将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。
电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。

6. 氢燃料电池

氢燃料电池是比较常见的。
氢燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。

和干电池的区别
干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来；而氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样。
是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外，氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成，这是氢燃料电池的一项关键技术，它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面，还要对电池的化学反应起催化作用。

7. 氢燃料电池汽车有哪些

此前有关氢燃料汽车，在新能源领域有着不小的轰动，一是日本丰田在2014年成功推出小型氢燃料电池汽车MIRAI，并在2016年2017年大规模构建氢燃料电池在社会公共出行的应用，二是这种加气只要十分钟，续航里程在700-1000公里，排泄物只有水的新能源车型能为民众带来绝大好处，还能够见一系列的可再生绿色生态能源。前不久，汽车氪在对日本氢能生产加注，运输和储存最大合作商hydrognics进行专访后，网友提出了很多相关的问题，今日汽车氪小编进一步带领大家认识几种不用类型的氢燃料电池汽车。
首先从能源储备方式来开，分为液化和压缩。首款小型氢燃料电池汽车MIRAI就是液化型储备的。

Mirai所使用的聚酰胺联线外加轻质金属的高压储氢罐可以承受70MPa压力，并分别置于后轴的前后。液态氢添加的过程与传统添注汽油或者柴油相似，但对于安全性和加注设备具有独立的安全标准。充满Mirai的储氢罐大约需要3-5分钟，在JC08工况下，Mirai的氢储量可以支持700公里续航里程。

Oiden公交车是日野与丰田联合开发的氢燃料公交车，目前这款公交车被投入到日本丰田市使用，此新型燃料电池公共汽车配备了8个高压氢气罐以及两个燃料电池堆和两个电动机。此公交车还具有一个特别的功能，在紧急情况下，可以给建筑物和其他设施提供电力，燃料电池组的最高输出功率为224kW（112kW×2），电机的最高输出功率为220kW（110kW×2），最大扭矩为670N·m（335N·m×2）。另外，高压氢燃料罐的最高填充压力为70MPa，燃料罐的容积为480L。驱动电机的电池采用镍氢电池。
此外网友针对氢燃料电池系统有几个疑问，汽车氪通过Hydrognics相关资料引入为大家解答。首先，粉丝提出高压存储的氢燃料罐体不会不爆炸，爆炸威力如何？会不会像氢弹那么恐怖。

首先我们要了解一下爆炸的概念，爆炸有两种形式，第一种，是燃烧爆炸，气体聚集在一一定的空间内并且密度上升节后氧气后燃烧形成气体急速膨胀而形成的爆炸；第二种是气压爆炸，本身不燃烧，而是通过将气体压缩到一个很大的密度，由于罐体承压极限而导致的膨胀爆炸。

乍一看，氢气是可以燃烧的，而且高压缩貌似会带来爆炸，看来粉丝们的关注不是多余的。但是，科学的论证却并不是那么一回事。
首先，氢燃料电池是运用质子膜进行逆电解反应，本身不是燃烧氢气。氢气只有燃烧的时候才会爆炸，而氢燃料不是燃烧，所以在整个闭回路的过程中不会有燃烧的因素在其中。其次，无论是压缩还是液化，氢气在压缩领域有其独特的特性，那就是密度！氢气可以被压缩至一个很夸张的状态而保持稳定性，而且氢气由于密度极小的缘故及时发生气压不平衡也只会泄出，而不会淤积，并且以很快的速度上升至大气高层。所以即使人为破坏罐体，甚至朝它开枪也不会发生爆炸。所以在日常的使用中，即使发生撞击也不会发生爆炸。所以，粉丝朋友想象中的氢弹画面并不会出现。
其次，氢燃料会不会像电池那样有寿命。当然这个问题汽车氪小编都不得不承认问得非常好。

氢燃料电池虽然被称之为电池，但其的本质是一台化学的发电机，但是万事万物都有寿命，氢燃料也不例外，其用来发电的质子膜和电解槽都有一定的寿命，但是据目前来看其成本远远要低于传统的发动机。而且安全和稳定性是极高的。而且目前从全球领域来看，氢燃料首先会被应用在公共领域，所以像纯电力驱动那样的寿命问题不会出现。

8. 氢燃料电池的特点

 20世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后，随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术，很快，氢燃料电池就被运用于发电和汽车。大型电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同，电网有时呈现为高峰，有时则呈现为低谷，这就会导致停电或电压不稳。另外，传统的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转换率可达60%～80%，而且污染少、噪音小，装置可大可小，非常灵活。氢的化学特性活跃，它可同许多金属或合金化合。某些金属或合金吸收氢之后，形成一种金属氢化物，其中有些金属氢化物的氢含量很高，甚至高于液氢的密度，而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解，并把所吸收的氢释放出来，这就构成了一种良好的贮氢材料。 20辆中国自主研制的氢燃料电池轿车在同济大学新能源汽车工程中心举行赴京发车仪式，它们将在奥运会中投入运营。这20辆氢燃料电池轿车是基于大众帕萨特领驭车型，通过改制和集成最新一代燃料电池轿车动力系统平台而成功研发出来的。它们以氢气为能源，经氢氧化学反应生成水，真正实现零污染。氢燃料电池轿车加一次氢可跑300多公里，时速达每小时140~150公里。氢燃料电池轿车比同类型内燃机车重200多公斤，贵5倍以上。氢燃料电池车的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动，就可使车辆在路上行驶。与传统汽车相比，燃料电池车能量转化效率高达60~80%，为内燃机的2～3倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出。因此，氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染的车，氢燃料是完美的汽车能源！氢燃料电池车的优势毋庸置疑，劣势也是显而易见。随着科技的进步，曾经困扰氢燃料电池发展的诸如安全性、氢燃料的贮存技术等问题已经逐步攻克并不断完善，然而成本问题依然是阻碍氢燃料电池车发展的最大瓶颈。氢燃料电池的成本是普通汽油机的100倍，这个价格是市场所难以承受的。据悉，这批氢燃料电池车，最大输出功率高达60千瓦，燃料消耗仅为每百公里1.2公斤氢气，大约相当于4升93号汽油。英国政府将大力发展氢燃料电池汽车，计划在2030年之前使英国氢燃料电池车保有量达到160万辆，并在2050年之前使其市场占有率达到30%-50%。政府将从2015年起实现氢燃料电池汽车本土化生产，并自行研发相关技术，另外还将建设氢燃料补给站。 目前丰田汽车公司已经将燃料电池的成本大幅降低, 整车价格控制在6.9万美元(40万人民币), 可提供100KW动力输出, 续航能力达到700公里. 并将在北美和日本本土上市, 上市时间为2015年上半年.   工作原理燃料电池（Fuel Cell），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。燃料电池的运作原理（如图1），也就是电池含有阴阳两个电极，分别充满电解液，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成。氢气由燃料电池的阳极进入，氧气（或空气）则由阴极进入燃料电池。经由催化剂的作用，使得阳极的氢分子分解成两个质子（proton）与两个电子（electron），其中质子被氧‘吸引’到薄膜的另一边，电子则经由外电路形成电流后，到达阴极。在阴极催化剂之作用下，质子、氧及电子，发生反应形成水分子，因此水可说是燃料电池唯一的排放物。燃料电池所使用的“氢”燃料可以来自于水的电解所产生的氢气及任何的碳氢化合物，例如天然气、甲醇、乙醇（酒精）、沼气等等。由于燃料电池是经由利用氢及氧的化学反应，产生电流及水，不但完全无污染，也避免了传统电池充电耗时的问题，是目前最具发展前景的新能源方式，如能普及并应用在车辆及其他高污染之发电工具上，将能显著减轻空气污染及温室效应。时速百公里波音公司于2008年4月3日成功试飞氢燃料电池为动力源的一架小型飞机。波音公司称这在世界航空史上尚属首次，预示航空工业未来更加环保。但波音承认，这一技术不太可能为大型客机提供主要动力。波音公司于2008年2月至3月3次在西班牙奥卡尼亚镇进行试飞氢燃料电池飞机，成功试飞具有历史意义。　小型飞机起飞及爬升过程使用传统电池与氢燃料电池提供的混合电力。爬升至海拔1000米巡航高度后，飞机切断传统电池电源，只靠氢燃料电池提供动力。飞机在1000米高空飞行了约20分钟，时速约100公里。这一技术对波音公司意义重大，也让航空工业的未来“充满绿色希望”。小型飞机由奥地利“钻石”（Diamond）双座螺旋桨动力滑翔机改装而成，飞机内安装了质子交换膜燃料电池和锂离子电池。小型飞机翼展16.3米，机身长6.5米，重约800公斤，可容纳两人。试飞过程中，机上只有飞行员一人。在机舱内，传统电池安放于唯一的乘客座位上，飞行员背后有一个类似潜水员使用的氧气罐。波音公司说，这架飞机连续飞行时间最长45分钟，“不会产生任何噪音”。氢燃料电池通过氢转化为水的过程产生电流，不产生温室气体。除热量外，水蒸气是氢燃料电池产生的唯一副产品。波音的氢燃料电池飞机带来技术突破，但“波音（欧洲）研究与技术”部称，。这一技术可能为大型飞机提供辅助动力，但这需要技术突破。技术局限性在燃料价格上涨、环境污染与全球变暖的情况下，对更清洁、更安全、效率更高的交通工具的需求快速增长。波音的氢燃料电池飞机带来技术突破，但波音（欧洲）研究与技术部负责人埃斯卡蒂说，氢燃料电池可以为小型飞机提供飞行动力，但不能为大型客机提供主要动力。波音公司负责试飞工作的工程师涅韦斯·拉佩纳说，这一技术可能为大型飞机提供辅助动力，但这需要技术突破。波音公司说，将继续开发氢燃料电池的潜力，以改善环境。国际能源机构说，推广使用氢气和氢燃料电池，可减少石油、天然气、煤炭这三种可产生温室气体的能源消耗。