鉅大LARGE | 點擊量:875次 | 2019年06月05日
燃料電池的種類分析
1.按燃料電池的運行機理分。
分為酸性燃料電池和堿性燃料電池。
2.按電解質的種類不同,有酸性、堿性、熔融鹽類或固體電解質。
因此,燃料電池可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)等。在燃料電池中,磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)可以冷起動和快起動,可以用作為移動電源,適應FCEV使用的要求,更加具有競爭力。
3.按燃料類型分。
有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料,汽油、柴油和天然氣等氣體燃料,有機燃料和氣體燃料必須經過重整器“重整”為氫氣后,才能成為燃料電池的燃料。
4.按燃料電池工作溫度分。
有低溫型,溫度低于200℃;中溫型,溫度為200~750℃;高溫型,溫度高于750℃。
在常溫下工作的燃料電池,例如質子交換膜燃料電池(PEMFC),這類燃料電池需要采用貴金屬作為催化劑。燃料的化學能絕大部分都能轉化為電能,只產生少量的廢熱和水,不產生污染大氣環境的氮氧化物。不需要廢熱能量回收裝置,體積較小,質量較輕。但催化劑鉑(Pt)會與工作介質中的一氧化碳(CO)發生作用后產生"中毒"現象而失效,使燃料電池效率降低或完全損壞。而且鉑(Pt)的價格很高,增加了燃料電池的成本。
另一類是在高溫(600~1000℃)下工作的燃料電池,例如熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC),這類的燃料電池不需要采用貴金屬作為催化劑。但由于工作溫度高,需要采用復合廢熱回收裝置來利用廢熱,體積大,質量重,只適合用于大功率的發電廠中。
最實用的燃料電池是以氫或含富氫的氣體燃料,但是在自然界是不能直接獲得氫的,燃料電池氫的;來源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼氣、天然氣、石腦油和煤氣中,經過重整、裂解等化學處理后來制取含富氫的氣體燃料。氧化劑則采用氧氣或空氣,最常見的是用空氣作為氧化劑。檢舉回答人的補充2009-10-2209:10燃料電池十分復雜,涉及化學熱力學、電化學、電催化、材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論,具有發電效率高、環境污染少等優點。總的來說,燃料電池具有以下特點:
(1)能量轉化效率高他直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,因而不受卡諾循環的限制。目前燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%~60%,而火力發電和核電的效率大約在30%~40%。
(2)有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低CO2排放因能量轉換效率高而大幅度降低,無機械振動。
(3)燃料適用范圍廣
(4)積木化強規模及安裝地點靈活,燃料電池電站占地面積小,建設周期短,電站功率可根據需要由電池堆組裝,十分方便。燃料電池無論作為集中電站還是分布式電,或是作為小區、工廠、大型建筑的獨立電站都非常合適
(5)負荷響應快,運行質量高燃料電池在數秒鐘內就可以從最低功率變換到額定功率,而且電廠離負荷可以很近,從而改善了地區頻燃料電池原理率偏移和電壓波動,降低了現有變電設備和電流載波容量,減少了輸變線路投資和線路損失。