七种燃料电池优点缺点对比
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燃料电池的优势目前的科技手段中,尚没有一项能源生成技术能如燃料电池一样将诸多优点集合于一身。
能源安全性。
自1970年代的石油危机后,各大工业国对石油的依赖仍有增无减,而且主要靠石油输出国的供应。
美国载客车辆每日可消耗约600万桶油,占油料进口量之85%。
若有20%的车辆采用燃料电池来驱动,每日便可省下120万桶油。
国防安全性。
燃料电池发电设备具有散布性的特质,它可让地区摆脱中央发电站式的电力输配架构。
长距离、高电压的输电网络易成为军事行动的攻击目标。
燃料电池设备可采集中也可采分散性配置,进而降低了敌人欲瘫痪国家供电系统的风险。
高可靠度供电。
燃料电池可架构于输配电网络之上作为备援电力,也可独立于电力网之外。
在特殊的场合下,模块化的设置(串联安装几个完全相同的电池组系统以达到所需的电力)可提供极高的稳定性。
经过适当规划的电池系统可以达到的99.9999%可靠度,即6年内的断电时间可少于1分钟。
燃料多样性。
现代种类繁多的电池中,虽然仍以氢气为主要燃料,但配备「燃料转化器(或译重组器,fuel reformer)」的电池系统可以从碳氢化合物或醇类燃料中萃取出氢元素来利用。
此外如垃圾掩埋场、废水处理场中厌氧微生物分解产生的沼气也是燃料的一大来源。
利用自然界的太阳能及风力等可再生能源提供的电力,可用来将水电解产生氢气,再供给至燃料电池,如此亦可将「水」看成是未经转化的燃料,实现完全零排放的能源系统。
只要不停地供给燃料给电池,它就可不断地产生电力。
高效能。
由于燃料电池的原理系经由化学能直接转换为电能,而非产生大量废气与废热的燃烧作用,现今利用碳氢燃料的发电系统电能的转换效率可达40~50%;直接使用氢气的系统效率更可超过50%;发电设施若与燃气涡轮机并用,则整体效率可超过60%;若再将电池排放的废热加以回收利用,则燃料能量的利用率可超过85%。
目前用于车辆的燃料电池其能量转换率约为传统内燃机的3倍以上,内燃引擎的热效率约在10~20%之谱。
汽车燃料电池技术的优势与挑战汽车燃料电池技术是一种前沿的新能源技术,具有很多优势,但同时也面临着一些挑战。
本文将从技术优势和挑战两个方面进行探讨。
一、技术优势1. 可再生能源利用:汽车燃料电池技术使用氢气与氧气进行电化学反应,产生电能驱动汽车,其中氢气可以通过电解水、甲醇重整、氨水热解等多种方法制备,是一种清洁的可再生资源。
2. 高效能源利用:燃料电池具有高效率的能量转化特性,相比传统内燃机具有更高的能量利用率,可以提高能源利用效率,减少能源浪费。
3. 零排放环保:燃料电池作为一种零排放的动力源,不会产生有害气体和污染物排放,有助于改善空气质量,减少环境污染。
4. 快速充电便利:燃料电池车辆充电便捷,只需几分钟即可完成加氢充电,不同于电动汽车长时间充电的缺点。
5. 静音驾驶:燃料电池车辆工作时噪音小,驾驶体验更加舒适,符合现代人对于安静、舒适的出行需求。
二、技术挑战1. 氢能源存储困难:氢气的低密度和低温存储条件要求较高,储氢技术尚未完全成熟,存储安全和成本依然是制约燃料电池技术发展的关键问题。
2. 成本高昂:燃料电池技术的核心部件贵且易损,成本高昂是其普及与推广的障碍,需要进一步降低制造成本,提高产业化水平。
3. 基础设施不完善:由于氢燃料产业链尚不完善,氢气生产、储存、运输、加氢站等基础设施建设不足,限制了燃料电池汽车的推广和应用。
4. 技术标准亟待统一:目前燃料电池技术的标准体系尚未健全,行业内各种标准混乱,技术监管体系尚待建立,需要加强产学研用协同,促进技术规范和标准的统一。
5. 竞争激烈:在新能源汽车领域,电动汽车、混合动力汽车等技术也在快速发展,汽车燃料电池技术面临激烈的市场竞争,需要不断创新提升技术水平,赢得市场份额。
综上所述,汽车燃料电池技术具有诸多优势,但也面临一系列挑战。
只有进一步加大科研投入,加强产业协同,解决关键技术问题,完善相关政策和法规支持,才能实现燃料电池技术的可持续发展,为清洁能源汽车的普及与推广做出更大的贡献。
燃料电池的分类与应用前景探析燃料电池(Fuel Cell)是一种将化学能转化为电能的新型能源转换技术,其原理是利用氢气和氧气在阳极和阴极之间的化学反应产生电能,同时还会释放出水和阴离子。
燃料电池的应用日益广泛,比如用于汽车、船舶、航空等交通工具的动力系统、家庭和商业用电等。
本文将探索燃料电池的分类和应用前景,并分析其优缺点、未来发展方向等问题。
一、燃料电池的分类按照不同的工作原理,燃料电池可以被分为不同的类型,包括质子交换膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等。
其中,PEMFC和SOFC是应用最广泛的两种类型。
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是基于质子交换膜技术的一种燃料电池,其工作原理是通过水解反应将储存的氢气分解成质子和电子,然后在PEMFC中将质子和电子重新结合产生水和电能。
PEMFC具有体积小、重量轻、输出功率高、启动快速等优点,适用于车辆和便携设备等领域。
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种基于氧离子导体的高温燃料电池,其工作原理是将氢气和氧气在高温条件下反应产生电能和水,其输出电压高、效率高,适用于大型发电设备、军事应用等高能耗场合。
除此之外,还有直接甲醇燃料电池(DMFC)和间接甲醇燃料电池(IMFC)等其他类型的燃料电池。
不同类型的燃料电池因其工作原理和特点不同,在不同领域具有不同的应用优势。
二、燃料电池的应用前景燃料电池具有高效、环保、灵活等优点,其应用前景广泛,涉及包括能源、交通、环保等多个领域。
1. 汽车行业燃料电池汽车是燃料电池应用最具代表性的领域之一。
与传统内燃机车相比,燃料电池汽车具有零排放、高效、安静等优点。
目前已有多个汽车生产商推出了燃料电池汽车,如丰田、本田等。
2. 发电设备燃料电池发电设备也是应用广泛的燃料电池领域之一,其可以用于城市能源供应,为城市提供更加环保、高效、安全的电力。
另外,其也可以应用于军事设备、船舶、飞机等领域。
新能源电池的种类及优缺点新能源电池是指相比于传统燃料电池和传统化石燃料的新型电池,包括太阳能电池、风能电池、地热电池、生物质电池、纳米电池等。
不同种类的新能源电池都有其独特的优缺点。
1.太阳能电池。
优点:太阳能电池是最为广泛应用的新能源电池之一,其成本较低,无污染,利用方便,具有长期稳定性,不存在污染物排放等问题,被广泛应用于公共设施、道路照明、个人照明、通信及监控系统等领域。
缺点:太阳能电池的缺点在于其需要大面积接收太阳辐射,同时太阳能电池的发电效率对温度和天气的影响相当大,价格昂贵,需要大量投资和技术支持。
2.风能电池。
优点:风能电池是另一种重要的新型电池,不会产生任何有毒有害物质,其风能资源广泛分布于全世界各地,可以转化为电能供应生活和工业等领域,发电效率高,稳定可靠。
缺点:然而,风能电池生成能量的效率并不是很高,需要巨大的空间来设置大型电厂。
另外风能电池不可避免地会对环境造成影响,如鸟类、昆虫和其他动物的栖息地被破坏。
3.地热电池。
优点:地热电池利用地球的地热能来发电,不象化石燃料一样,从环保的角度考虑,所生成的二氧化碳等环境污染物极少。
缺点:地热能资源仅限于特定地理位置,并且需要高昂的技术支持,因此其应用范围较窄。
4.生物质电池。
优点:生物质电池是利用微生物体代谢活动产生的电流,同时具有能量转换、环境净化及再循环等特点,所生成的废弃物可以被作为肥料或再生燃料。
缺点:生物质电池在发电的过程中需要使用大量生物体和营养物,同时其发电效率也相对较低。
5.纳米电池。
优点:纳米电池是一种新型的电池,具有小型化、高效率、低成本、无污染等特点,易于制造和集成,具有广泛的应用前景。
缺点:目前纳米电池的技术还较为初级,需要研发出更高效、更稳定的纳米材料技术。
燃料电池技术的优缺点分析与发展前景展望燃料电池(Fuel Cell)是一种以氢气或氧气为燃料的新型发电技术,通过化学反应将燃料气体中的化学能转化为电能,同时产生水和热能。
与传统的化石燃料发电相比,燃料电池具有环保、高效、安全等优点。
本文将分析燃料电池技术的优缺点,并展望其发展前景。
优点1. 环保:燃料电池发电过程中,仅有氢气和氧气发生化学反应,没有产生任何污染物,只有水和热能排放。
2. 高效:燃料电池具有高能量转换效率,可将燃料中的化学能转化为电能,并且热能可以循环利用。
3. 安全:燃料电池不同于传统燃料发电容易引发火灾或爆炸,燃料电池使用寿命长,只要加上氢气,就可以持续不断地发电。
4. 灵活性:燃料电池具有较大的形状、功率和应用领域的灵活性。
可以根据不同场景和使用需求进行选择和设计。
缺点1. 成本高:燃料电池关键技术和设备研发复杂,生产和维护成本高,导致燃料电池的应用受限。
2. 储氢难:目前燃料电池使用的是氢气燃料,而氢气的存储和运输需要耗费极大的成本,同时存储氢气的设备也需要高强度的设计和维护。
3. 目前燃料电池技术仍处于发展初期,相关的产业链和市场环境尚不成熟,对技术的推广和应用存在一定的风险和挑战。
发展前景尽管燃料电池面临着成本高、储氢难等问题,但是其优点也不容忽视。
在全球越来越重视环境保护和可持续发展的大环境下,燃料电池技术呈现出越来越好的发展前景。
未来,随着技术创新和成本降低,燃料电池将会在许多领域得到广泛应用。
1. 汽车领域:由于燃料电池具有环保、高效、安全等优点,所以在汽车领域具有广阔的应用前景。
目前已经出现燃料电池汽车,并逐渐走向商业化。
2. 能源领域:燃料电池也可以作为分布式电源和储能设备,为城市和乡村供电,推进能源革命。
3. 工业领域:燃料电池也可以应用于工业领域,比如燃料电池发电机,不仅可以为工厂和企业提供电力,还可以减少环境污染。
总之,虽然燃料电池技术仍然存在不足,但是其种种优点和广阔的应用前景仍然让人信心满满。
新能源技术知识:燃料电池分类及优劣势分析燃料电池,是一种利用化学能转化为电能的装置,是一种具有较高效率、清洁环保的能源技术。
燃料电池的分类主要根据使用的燃料类型和电解质种类来划分。
下面我们就来具体了解一下燃料电池的分类及其优劣势分析。
首先,我们来介绍一下根据使用的燃料类型来划分的燃料电池。
这类燃料电池主要包括氢气燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池和氢气气体燃料电池。
氢气燃料电池是目前最为常见和被广泛研究的一种燃料电池。
它主要由正极(氢气)、负极(氧气)、电解质(聚合物电解质膜)、催化剂(铂)等组成,具有高效能、低污染、低噪音、高效率等优点。
但是,氢气燃料电池的缺点也较为明显,其生产氢气的能源消耗较大,而且在储存和使用氢气时安全问题难以保证。
甲醇燃料电池主要是将甲醇作为燃料,它具有可以直接使用液态燃料的优点,且在燃料储存和运输方面较为方便。
但是,甲醇燃料电池的能量密度较低,其化学反应过程中产生的二氧化碳较多,且甲醇的毒性较强,在使用和储存方面也存在较大的安全隐患。
乙醇燃料电池同样以液态燃料乙醇作为燃料,可直接使用,且具有较高的能量密度。
但是,乙醇燃料电池的运行温度较高,这对其动力系统结构和材料选用等方面提出了较高的要求,同时其在良好的供电质量和功率输出方面也存在一定的限制。
氢气气体燃料电池则是通过将氢气化合物或其他氢气储存物转化为高纯度的氢气,在燃料电池中进行反应,产生电能。
该种燃料电池技术较为新颖,具有较高的能量密度、稳定性和耐久性等优点。
但是,氢气气体燃料电池在储存和运输方面仍存在较大的难点,并且运作时排放的二氧化碳较多。
除了根据燃料类型划分外,燃料电池还可以根据电解质种类来划分。
这类燃料电池主要包括聚合物电解质燃料电池、碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池和磷酸燃料电池等。
聚合物电解质燃料电池是目前最为成熟、应用最广泛的燃料电池之一,其电化学反应速率快、能量转换效率高、化学反应产物无污染等优点得到了广泛认可。
简述燃料电池电动汽车的主要优点和缺点
燃料电池电动汽车的主要优点有:
1. 长续航里程:燃料电池电动汽车使用氢气和氧气反应产生电能,能够提供更长的续航里程,相比传统电动汽车更加持久。
2. 快速加注:相比电池充电时间较长的情况下,燃料电池电动汽车可以通过注入氢气进行快速充能,时间较短,提高了使用者的便利性。
3. 高效能源利用:燃料电池电动汽车可以将氢气和氧气反应产生电能的效率高达50%以上,较传统的内燃机动力系统更为
高效。
4. 零排放:燃料电池电动汽车的尾气是纯净的水蒸气,不会产生二氧化碳等温室气体和其他污染物,具有零排放的显著优势。
然而,燃料电池电动汽车也存在一些缺点:
1. 基础设施不完善:燃料电池电动汽车需要氢气的供应,目前氢气加注站的建设相对较少,基础设施不完善,限制了其发展。
2. 高成本:燃料电池电动汽车的制造成本较高,主要原因是燃料电池的制作和氢气储存技术相对成熟的电池技术更为昂贵。
3. 存在安全隐患:氢气具有易燃易爆性质,燃料电池电动汽车需要采取额外的安全措施来确保运行的安全性,如加注和存储
过程中的泄露问题。
综上所述,尽管燃料电池电动汽车具有很多优点,但其仍然面临一些挑战和限制,需要进一步的技术进步和基础设施建设来推广和普及。
简述燃料电池的优点及缺点1、燃料电池的优点燃料电池就像一个工厂,只要有源源不断的燃料供给,它就能持续供电,所以它与传统内燃机有一些共同的特性。
另外,燃料电池是依靠电化学原理而工作的电化学能量转化装置,因此它又与原电池有一些共同的特性。
事实上,燃料电池结合了内燃机和电池的许多优点。
由于燃料电池直接把化学能转换成电能的,因而其销量通常远远高于内燃机。
燃料电池可以是理想的全固态机械结构,即没有可移动的部件。
这样的系统将潜在地具有高可靠性和长寿命。
由于没有移动部件,也意味着燃料电池非常安静。
而且不良的生成物如NOx、S0x 和微粒排放实际上等于零。
不像普通电池,燃料电池允许在功率(由燃料电池尺寸决定)和容量(由燃料存储尺寸决定)之间随意地缩放,而普通电池中功率和容量的关系通常是相互关联的,因此很难做到大尺寸,而燃料电池可以很容易地从1瓦级(手机)做到兆瓦级(动力工厂);相对于普通电池而言,燃料电池具有提供较高能量密度的潜力,并且可以靠补充燃料而实现快速充电,而普通电池要么只能扔掉,要么靠插件耗时地去充电。
2、燃料电池的不足(缺点)虽然燃料电池呈现出许多吸引人的优势,但是它也存在一些严重的不足。
燃料电池应用的瓶颈主要是成本高。
由于成本的限制,目前燃料电池技术只是在几个特殊的应用领域(如航天飞行器上)具有经济竞争力。
功率密度是另一个重要的限制。
功率密度表示一个燃料电池单位体积(体积功率密度)或单位质量(质量功率密度)所产生的功率。
虽然在过去的几十年来,燃料电池的功率密度已经得到显著提高,但是若希望其在便携式电子领域和汽车领域具有竞争力,功率密度还需要进一步提高。
内燃机和普通电池在体积功率密度上常常胜过燃料电池,而在质量功率密度上它们非常接近。
燃料的可用性和存储带来了更深的难题。
燃料电池以氢气为燃料时工作性能最佳,但氢气并非随处可得,氢气又具有较低的体积能量密度,并且难以存储。
其他替代燃料很难直接利用,而通常需要重整。
燃料电池的优点与缺点燃料电池是一种能够将氢气和氧气化学反应产生电能的设备。
它具有很多优点和一些缺点。
1. 高效率燃料电池的效率一般介于40%到60%之间,相比于内燃机的25%到30%,燃料电池更加节能。
2. 环保燃料电池所产生的尾气只有水和少量的二氧化碳。
相比于燃烧化石燃料所产生的污染物,燃料电池的环保性能非常优秀。
3. 操作简单燃料电池不需要像内燃机那样的多个旋转部件,而是利用化学反应来生成电能,因此它的操作非常简单。
4. 持久燃料电池的使用寿命很长,可以达到几千小时,甚至更长。
这就意味着我们不需要经常更换燃料电池。
5. 多种燃料可用虽然燃料电池中最常用的燃料是氢气,但是也可以使用其他的燃料,如甲烷、甲醇、乙醇等。
1. 制造成本高目前,燃料电池的制造成本还很高,这主要是因为使用稀有金属催化剂,如铂、钯等,这些材料价格昂贵,是燃料电池生产成本的主要组成部分。
2. 存储氢气存在难题燃料电池中需要使用氢气作为燃料,但是目前安全地存储、运输和加注氢气仍然是一个问题。
尚未解决的这个问题也是目前燃料电池商用化的最大难点之一。
3. 能量密度低相比于传统化石燃料,燃料电池的能量密度要低得多。
这意味着燃料电池的体积相对较大,会对燃料电池的应用受到限制。
4. 不稳定性燃料电池中的催化剂对温度、电压等因素非常敏感,这会影响燃料电池的稳定性。
因此,燃料电池还需要各种控制系统来保持其运行的稳定性。
总的来说,燃料电池是环保、高效的新能源技术,但是目前的制造成本较高,氢气存储和能量密度低等问题也还有待解决,因此燃料电池的商用化仍然面临挑战。
燃料电池知识点总结一、燃料电池的基本知识1.1 燃料电池的定义燃料电池是一种通过将氢气或含氢化合物燃料与氧气在催化剂的作用下进行氧化还原反应,将化学能直接转化为电能的电化学能源装置。
1.2 燃料电池的组成燃料电池主要由阳极、阴极、电解质和电极反应催化剂组成。
其中阳极和阴极之间是电解质层,阳极和阴极外部分别连接电流导体并提供气体进出。
1.3 燃料电池的优点燃料电池具有高效能、零排放、低噪音、易于储存和传输等优点,是一种理想的清洁能源技术。
1.4 燃料电池的缺点目前燃料电池技术还存在成本较高、储氢问题、催化剂稀有等问题,限制了其在大规模应用中的推广。
二、燃料电池的类型2.1 氢氧燃料电池氢氧燃料电池是利用氢气和氧气通过电化学反应产生电能的电池。
它的主要类型包括碱性燃料电池(AFC)、聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)和磷酸燃料电池(PAFC)等。
2.2 甲醇燃料电池甲醇燃料电池是将甲醇作为燃料,通过对甲醇进行氧化还原反应来产生电能。
它的主要类型包括直接甲醇燃料电池(DMFC)和高温甲醇燃料电池(HTMFC)等。
2.3 碳氢燃料电池碳氢燃料电池是将石油、天然气、生物质等碳氢化合物作为燃料,通过电化学反应来产生电能。
它的主要类型包括燃料电池烷烃燃料电池(PAFC)、燃料电池烃烃燃料电池(PEMFC)和燃料电池液化石油气燃料电池(LPGFC)等。
三、燃料电池的工作原理3.1 燃料电池的工作原理燃料电池是一种通过氢气或含氢化合物作为燃料,在阳极发生氧化反应产生电子,电子通过外部电路产生电流,然后在阴极与氧气反应释放出电子和水的电化学装置。
3.2 燃料电池的电化学反应燃料电池的电化学反应包括阳极反应和阴极反应。
阳极反应是氢气通过催化剂发生氧化反应生成正极电子和质子;阴极反应是氧气与质子和正极电子在催化剂的作用下发生还原反应生成水。
3.3 燃料电池的工作过程燃料电池的工作过程包括氢气或含氢化合物燃料在阳极发生氧化反应产生正极电子和质子,正极电子通过外部电路产生电流。
燃料电池的优点和缺点
燃料电池的优点
1、发电效率高
燃料电池发电不受卡诺循环的限制。
理论上,它的发电效率可达到85% ~90%,但由于工作时各种极化的限制,目前燃料电池的能量转化效率约为40%~60%。
若实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。
2、环境污染小
燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。
另外,由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫,而且按电化学原理发电,没有高温燃烧过程,因此几乎不排放氮和硫的氧化物,减轻了对大气的污染。
3、比能量高
液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍,直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池(能量密度最高的充电电池)高10倍以上。
目前,燃料电池的实际比能量尽管只有理论值的10%,但仍比一般电池的实际比能量高很。
7种燃料电池专业知识燃料电池是一种通过化学反应将燃料的化学能转化为电能的装置。
它具有高效能转换、无污染、低噪音等特点,被广泛应用于交通运输、航空航天、能源供应等领域。
下面将介绍7种常见的燃料电池及其专业知识。
1. PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,质子交换膜燃料电池)PEMFC是目前应用最广泛的燃料电池之一。
它采用质子交换膜作为电解质,通过氢气和氧气的电化学反应产生电能。
PEMFC具有高效能转换、快速启动、体积小等优点,适用于汽车、便携式设备等领域。
2. SOFC(Solid Oxide Fuel Cell,固体氧化物燃料电池)SOFC采用固体氧化物作为电解质,通过氢气和氧气的电化学反应产生电能。
它具有高效能转换、抗污染能力强等特点,适用于大型能源系统和分布式能源供应。
3. AFC(Alkaline Fuel Cell,碱性燃料电池)AFC使用碱性溶液作为电解质,通过氢气和氧气的电化学反应产生电能。
它具有高效能转换、低成本等优点,适用于航空航天、宇航等领域。
4. MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell,熔融碳酸盐燃料电池)MCFC使用熔融碳酸盐作为电解质,通过氢气和氧气的电化学反应产生电能。
它具有高效能转换、燃料适应性强等特点,适用于工业领域和分布式能源系统。
5. DMFC(Direct Methanol Fuel Cell,直接甲醇燃料电池)DMFC直接使用甲醇作为燃料,通过甲醇和氧气的电化学反应产生电能。
它具有燃料便捷、储存方便等优点,适用于便携式设备和小型能源系统。
6. PAFC(Phosphoric Acid Fuel Cell,磷酸燃料电池)PAFC使用磷酸作为电解质,通过氢气和氧气的电化学反应产生电能。
它具有高效能转换、稳定性好等特点,适用于工业领域和分布式能源系统。
7. AFC(Direct Ethanol Fuel Cell,直接乙醇燃料电池)DEFC直接使用乙醇作为燃料,通过乙醇和氧气的电化学反应产生电能。
各种电池优缺点(共5篇)第一篇:各种电池优缺点一、铅酸电池主要优点:1、原料易得,价格相对低廉;2、高倍率放电性能良好;3、温度性能良好,可在-40~+60℃的环境下工作;4、适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应;5、废旧电池容易回收,有利于保护环境。
主要缺点:1、比能量低,一般30~40Wh/kg;2、使用寿命不及Cd/Ni电池;3、制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备。
二、镍氢电池主要优点:1、与铅酸电池比,能量密度有大幅度提高,重量能量密度65Wh/kg,体积能量密度都有所提高200Wh/L;2、功率密度高,可大电流充放电;3、低温放电特性好;4、循环寿命(提高到1000次);5、环保无污染;6、技术比较锂离子电池成熟。
主要缺点:1、正常工作温度范围-15~40℃,高温性能较差;2、工作电压低,工作电压范围1.0~1.4V;3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵,但是性能比锂离子电池差。
三、锂离子电池主要优点:1、比能量高;2、电压平台高;3、循环性能好;4、无记忆效应;5、环保,无污染;目前是最好潜力的电动汽车动力电池之一。
四、超级电容主要优点:1、功率密度高;2、充电时间短。
主要缺点:能量密度低,仅1-10Wh/kg,超级电容续航里程太短,不能作为电动汽车主流电源。
电池储能的优缺点(九种储能电池解析)五、燃料电池主要优点:1、比能量高,汽车行驶里程长;2、功率密度高,可大电流充放电;3、环保,无污染。
主要缺点:1、系统复杂,技术成熟度差;2、氢气供应系统建设滞后;3、对空气中二氧化硫等有很高要求。
由于国内空气污染严重,在国内的燃料电池车寿命较短。
六、钠硫电池优势:1、高比能量(理论760wh/kg;实际390wh/kg);2、高功率(放电电流密度可达200~300mA/cm2);3、充电速度快(充满30min);4、长寿命(15年;或2500~4500次);5、无污染,可回收(Na,S回收率近100%);6、无自放电现象,能量转化率高;不足:1、工作温度高,其工作温度在300~350度,电池工作时需要一定的加热保温,启动慢;2、价格昂贵,万元/每度;3、安全性差。
燃料电池科技名词定义中文名称:燃料电池英文名称:fuel cell定义:将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。
应用学科:电力(一级学科);可再生能源(二级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。
燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。
它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
查看精彩图册目录介绍简介普通电池燃料电池类型汇总能量变化历史行业发展状况国内发展状况国际发展状况特点及分类特点与原理分类燃料电池的优点与缺点发电系统天然气发电煤炭发电潜力及经济价值潜力用途价值评估新型血糖燃料电池燃料电池应用燃料电池技术市场发展前情展开介绍简介普通电池燃料电池类型汇总能量变化历史行业发展状况国内发展状况国际发展状况特点及分类特点与原理分类燃料电池的优点与缺点发电系统天然气发电煤炭发电潜力及经济价值潜力用途价值评估新型血糖燃料电池燃料电池应用燃料电池技术市场发展前情展开编辑本段介绍简介燃料电池燃料电池十分复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论,具有发电效率高、环境污染少等优点。
总的来说,燃料电池具有以下特点:(1)能量转化效率高他直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受卡诺循环的限制。
目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%。
(2)有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低CO2排放因能量转换效率高而大幅度降低,无机械振动。
(3)燃料适用范围广。
(4)积木化强规模及安装地点灵活,燃料电池电站占地面积小,建设周期短,电站功率可根据需要由电池堆组装,十分方便。
燃料电池无论作为集中电站还是分布式电,或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适。
新型燃料电池的优势与挑战随着人们对环境保护的重视程度不断提升,以及对石油资源的枯竭预警,新能源汽车被视为未来的发展方向。
而其中代表之一的燃料电池车更是备受关注。
本文将就新型燃料电池的优势与挑战进行探讨。
一、新型燃料电池技术的优势1、环保节能相比于传统燃油车,燃料电池车使用的是氢燃料,其排放物只有水蒸气和少量气态氧化物,经过二次处理后即可达到饮用水标准,无空气污染物的产生。
相比之下,传统燃油车一直以来都是造成城市大气污染、雾霾的重要源头。
2、高效便捷燃料电池车的使用效率可以达到90%以上,比传统内燃机和混合动力车还高。
而且它能够持续行驶700至1,000公里,与传统燃油车相当,且氢燃料的充电只需10分钟,远远比传统车辆快速。
3、可再生性从环保的角度来看,燃料电池车还有一个重大的优势。
目前氢燃料的生产方式有多种,其中再生能源(如太阳能、水能、风能等)的利用,可以大幅降低燃料的成本,且从根源上解决了能源的问题。
二、新型燃料电池技术的挑战1、储存问题作为新型的汽车燃料,人们对氢气储存技术的要求也很高。
目前,在高压(70MPa和350MPa)和常压储存两类方式中,高压氢气储存技术成熟,常温常压储存技术仍需进一步研究。
2、安全问题燃料电池车的氢能源储存在高压下,发生泄漏、火灾等安全事故时引起的破坏性后果可能相当严重,因此氢能安全问题是车辆的发展难题之一。
为此,政府和车辆制造商需要着手完善氢能源技术,提高其在使用中的稳定性,从而降低车辆使用安全的风险。
3、成本问题燃料电池车的成本较高,主要来源于氢燃料电池的制作、制氢设备等系统的成本。
同时,氢能源基础设施尚未完全建立和完善,再加上氢气的制备、储存以及运输等成本也很高,因此,燃料电池车的成本依旧是当前最大的问题。
三、结语新型燃料电池车是未来的趋势,而且它不仅是传统汽车的升级换代,更是为人们引领绿色能源、生活方式的新物种。
然而,从实现商业化推广角度来看,燃料电池车仍需与关键技术如氢储存与供应、成本等问题的全方位攻克,开启新型燃料电池汽车的时代,为全球的环境做出贡献。
七种燃料电池优点缺点对比
碱性燃料电池
质子交换膜燃料电池
磷酸燃料电池
熔融碳酸盐燃料电池
固体氧化物燃料电池
直接甲醇燃料电池
1、甲醇重整制氢燃料电池(Reformed Methanol Fuel Cell,RMFC)是一种以甲醇生成的富氢重整气作为燃料的燃料电池系统,通常由甲醇重整系统与质子交换膜燃料电池电堆组成。
不同于直接甲醇燃料电池,在这里甲醇经过一次转化生成氢气,氢气再进入质子交换膜燃料电池电堆发电。
该架构利用了氢质子膜燃料电池电堆的高功率密度、高能效特点;同时,采用甲醇作为燃料电池输入能源,氢气即产即用,避免了氢气储存中的高压危险、运输中的效率低下及使用成本高等问题。
与直接甲醇燃料电池相比,其能够满足大功率使用要求,弥补了DMFC功率低(很难达到1kW以上)的问题。
因此,预计甲醇重整制氢燃料电池将会成为未来主流的燃料电池技术之一。
主要优点:1. 甲醇转化率与利用率高,以甲醇高热值计算,整系统能效可达46%。
2. 直接采用甲醇作为燃料,可利用现有的汽柴油加注系统完成甲醇分销加注,无需昂贵的加氢站,避免了氢气储运中低效与安全问题。
3. 输出电流密度可以媲美纯氢燃料电池。
主要缺点:1. 系统复杂度增加,增加了系统体积与重量。
2. 需要额外的控制系统完成动态调控。
2、碱性燃料电池(alkaline fuel cell,AFC)采用如KOH、NaOH之类的强碱性溶液作电解质,传导电极之间的离子,由于电解液为碱性,与PEMFC不同的是在电介质内部传输的离子导体为氢氧离子OH- 碱性燃料电池(AFC)是最早进入实用阶段的燃料电池之一,也是最早用于车辆的燃料电池。
1959年驱动叉车的培根(Bacon)型中温、中压氢氧燃料电池就是AFC。
可以说,AFC是目前技术最成熟的燃料电池之一。
主要优点 1. 碱性燃料电池可以在一个宽温度(80~230℃)和压力[(2.2-45)×105Pa范围内运行2. 碱性燃料电池具有较高的效率(50%~55%)3. 性能可靠,可用非贵金属作催化剂,是燃料电池中生产成本最低的一种电池4. 通过电解液完全的循环,电解液被用作冷却介质,易于热管理主要缺点1. 电解液易受二氧化碳的毒化,不适合大气环境使用2. 循环电解液的利用,增加了泄漏的风险
3、质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)是一种以质子交换膜作为电解质层的燃料电池,其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成,常以氢气作为燃料,空气或氧气作为氧化剂,是目前常见的燃料电池技术。
在阳极发生氢气氧化生成质子与电子,阴极为氧气还原的场所,质子交换膜仅传递质子,而氢气所失去的电子则从导线通过形成电流,进行发电。
主要优点:1. 能效高,功率密度大2. 可在室温下快速启动3. 可作为移动电源使用4. 运行安静、污染排放低主要缺点:1. 易一氧化碳(CO)中
毒2. 存在氢气来源及储运问题
4、磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC)是以浓磷酸为电解质,以贵金属催化的气体扩散电极为正、负电极的中温型燃料电池。
可以在150~220℃工作。
具有电解质稳定、磷酸可浓缩、水蒸气压低和阳极催化剂不易被CO毒化等优点,是一种接近商品化的民用燃料电池主要优点:1. 不易被CO毒化2. 技术成熟主要缺点:1. 冷启动时间久2. 不适合中小型移动电源,仅适合固定式发电站
5、熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC)是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。
其电解质是熔融态碳酸盐。
MCFC属高温电池,工作温度650~700℃。
主要优点:1. 非贵金属催化剂2. 高品位余热可用于热电联供主要缺点:1. 二氧化碳(CO2)必须再循环2. 电解质具有腐蚀性3. 材料昂贵
6、固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。
被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池(PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。
主要优点:1. 催化剂为非贵金属2. 高品位余热可用于热电联供3. 较高功率密度主要缺点:1. 启动时间长,因操作温度在650~1000℃,为保护电池组件,升温速率不能太快,5-10℃每分钟升温,启动时间在65分钟至200分钟2. 常用电极材料含贵金属、稀土元素,导致原料成本高3. 固体氧化物燃料电池在高温运行下的寿命仍需考证
7、直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)属于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)中的一类,直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。
相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ,直接甲醇燃料电池 (DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。
这使得直接甲醇燃料电池(DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。
主要优点:1. 直接甲醇燃料电池期望工作温度为120℃以下,其效率为40%左右2. 无重整、转化装置,体积小、质量轻、系统简单、燃料丰富、价格低廉、储存方便主要缺点:1. 存在甲醇渗透问题2. 与氢燃料电池相比,其电流密度低、使用寿命短。