由于水中含有氢元素,所以可以通过水分解二到氢气,所以制取氢气的原料丰富,氢气燃烧放出的热量多,氢气燃烧后生成水,不污染环境,这属于氢气能源的二大优点;现在最理想的制取氢气的方法是通过太阳能和催化剂使水分解,所以现在主要困难是找不到合适的催化剂,氢气贮存、运输不安全,这都是导致氢气没有二到广泛应用的原因.
故答案为:二大优点:①来源广泛&nb9p;②燃烧热值高&nb9p;③产物无污染
①没有找到廉价的方法制取大量氢气&nb9p;②氢气贮存、运输不安全.
氢燃料电池新能源汽车原理解析
新能源和氢能源哪个好呢?
燃料电池是一类能量转化装置,能够把燃料的电化学能转化为电能,因为其和电池显示,是电化学发电装置,所以称作燃料电池。采用氢气为燃料的燃料电池即为氢燃料电池。氢燃料电池能够理解为水电解成氢气以及氧气的反应。氢燃料电池的反应过程既清洁,又高效。氢燃料电池不受传统汽车发动机采用卡诺循环42%上下的热效率限制,效率能够达到超过六成。
氢燃料电池不像火箭,通过氢气以及氧气燃烧的剧烈反应产生动能,通过催化装置把氢气中的吉布斯自由能释放。吉布斯自由能是涉及熵以及孚等理论的电化学能。氢燃料电池的工作原理是,氢气通过电池的正极里面的催化剂(铂)分解成氢离子(也就是质子)以及电子。其中氢离子通过质子交换膜,到达负极以及氧气反应变成水以及热量,对应的电子从正极通过外电路流向负极产生电能。
氢燃料电池汽车,现在主要采用的是质子交换膜燃料电池技术。氢燃料电池汽车的系统组成通常涵盖燃料电池堆以及氢气储罐,还有汽车动力电池和燃料电池直流升压转换器,动力控制单元、动力电机。现在技术领先的燃料电池堆的功率密度在3.0kW/L,所以需要配合直流升压转换器以及汽车动力电池使用。进而让电压能够适配650伏的高压,驱动汽车动力电机。与此同时,和汽车动力电池需要电池管理系统BMS相似,燃料电池也需要精密的监控管理系统FCMS,通过放电状态快速调整反应有关的参数数值。为存储氢气,通常采用70Mpa高压液氢储罐
氢作为能源的优势有哪些?
新能源和氢能源哪个好呢?
电动汽车使用锂离子电池为汽车的不同部件提供动力,而氢燃料电池汽车是通过氢与氧反应产生电来向电动马达提供动力,产生的水是副产品。
它们部分或全部由电动机驱动,电动汽车是可靠的,可以安静地运行,并且不会产生排放物,它们的电池在充电站充电获得电力。氢燃料电池汽车通过氢与氧反应产生电,它们在加油站(如汽油或柴油)进行氢气的补充,时间很短,不到10分钟,就像加油一样那么的快速。
1)加油站价格/数量
电动汽车比氢动力汽车便宜,在许多地方建造氢工厂的成本会很高,这使得氢燃料电池的生产更加昂贵。
此外,加氢基础设施数量有限,建设更多的基础设施需要时间和大量资金。与电动汽车相比,电动汽车在美国和其他国家有大量的充电点。
2)生产工艺
氢的来源并不是那么绿色,为车辆供电时,它是干净的,但它在制造过程中会产生污染。因为你需要大量的能源和化石燃料来生产氢,然后再用氢来驱动汽车,这个提取氢气的过程是全球变暖的一个重要因素。
3)加油时间
与充电时间较长的电动汽车相比,为氢动力汽车加氢只需不到10分钟,加氢和加油的速度是差不多的。
另外,氢动力汽车的氢气存储要比动力电池轻得多,电动汽车更适合小型车辆,而氢燃料电池更适合不同尺寸的车辆。
纯电和氢能源哪个更好呢?
从目前来看,纯电动汽车的发展遥遥领先氢燃料汽车,目前汽车消费政策朝着新能源倾斜,导致国内电动汽车遭受骗补后依然快速增长,说明电动汽车已经是现在的趋势,但和纯电动对比,氢燃料汽车还是存在很多优势,首先就是加满氢燃料时间短,氢燃料汽车加满燃料不到五分钟,而就算是超级充电桩给电动车充电也要个30分钟左右,可能未来还有提升空间,但是受限于物理定律,能达到什么水平还很难预料。
另外氢燃料汽车续航能力普遍可达到650公里,相比于目前国内纯电动车的续航能力,氢燃料汽车更胜一筹,氢的能量密度相当高,比汽油高出两倍还多,所以氢燃料电池车的续航里程相当给力,比如丰田的Mirai续航里程可以达到700公里,还有此前丰田发布的Fine-Comfort Ride概念车,续航里程更是高达一千公里,这是纯电动车目前无法实现的,还不会影响到现有的电网系统。而且氢燃料电池车在运行过程只产生空气和水,燃料电池没有回收的问题,因为是随时发电使用,所以不用堆积沉重、不易回收的蓄电池。纯电动车依赖于充电,且废旧电池的回收也是个大问题。所以在环保方面,氢燃料电池车也是有优势的。
氢作为能源,有很多优势。
(1)氢的发热值最高。目前,除核燃料外,在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中,氢的发热值是最高的。
(2)没有污染。氢气燃烧后的产物是水,不像煤、石油、天然气那样,燃烧以后会生成一氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物以及颗粒粉尘等空气污染物。
(3)氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
(4)导热性最好。在所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此在能源工业中氢是一种极好的传热载体。
(5)氢本身无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,而且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
(6)氢能利用形式比较多,既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械能,又可以作为能源材料用于燃料电池或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用。
(7)氢的形态能够根据需要进行改变。氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物的形态出现,能适应储运及各种应用环境的不同要求。
(8)氢的储量非常丰富。氢是自然界存在最普遍的元素,据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态储存于水中,而水是地球上最广泛的物质。
从以上特点我们也不难看出,氢是一种非常理想的新能源。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料,不过仍有一些问题需要解决。