氫燃料汽車工作原理解析

隨著環(huán)保法規(guī)的升級，新能源車受到了各家車企的追捧，除了眼前的電動車盡享風(fēng)光外，充滿未來感的氫燃料汽車也是部分車企攻關(guān)的重點(diǎn)。在氫燃料汽車全面到來之前，我們不妨對氫燃料汽車提前多些了解。

氫燃料汽車不管帶有多少黑科技，但終究是一臺“車"，所以除動力系統(tǒng)外，與現(xiàn)在成熟度相對較高的電動車沒太多實(shí)質(zhì)性差別，也就是說氫燃料汽車的*之處是在于氫燃料電池，和與之相匹配的是氫燃料的儲存。我們就看看氫燃料電池是如何工作和氫燃料如何實(shí)現(xiàn)儲運(yùn)的。

原理是氫氧結(jié)合生成水 真正實(shí)現(xiàn)*

目前質(zhì)子交換膜燃料電池是受眾廣的技術(shù)路線，因?yàn)槠湓诠ぷ鬟^程中不涉及氫氧燃燒，能量轉(zhuǎn)化率高、工作過程無污染、可模塊化發(fā)電，可靠性高、工作無噪音等優(yōu)點(diǎn)。

質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理如下：

電池工作時，向氫電極供應(yīng)氫氣，同時向氧電極供應(yīng)氧氣。氫、氧氣在電極上的催化劑作用下，通過電解質(zhì)生成水。這時在氫電極上有多余的電子而帶負(fù)電，在氧電極上由于缺少電子而帶正電。接通電路后，反應(yīng)過程就能連續(xù)進(jìn)行。

工作時向負(fù)極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（氧氣）。氫在負(fù)極上的催化劑的作用下分解成正氫離子和電子。氫離子進(jìn)入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上，氧氣同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。

兩電極的反應(yīng)分別為：

總反應(yīng)為：

多種儲存方式 各有利弊

氫燃料以何種形態(tài)裝載汽車上是個大問題，安全性能、能源密度等都是評價(jià)其性能的重要指標(biāo)。目前，氫燃料的儲存方法大體可以分為三種，即高壓儲氫法、液態(tài)儲氫法和固體儲氫法。

高壓儲氫法

高壓儲氫法，也稱為氣態(tài)儲氫法，是將氫氣加壓儲存在儲氫容器內(nèi)，形式上和天然氣車CNG氣瓶類似。優(yōu)點(diǎn)是在三種儲氫方式中成本低，儲氫密度較大，缺點(diǎn)是安全性較低。

液態(tài)儲氫法

液態(tài)儲氫法是在20．28K（－252．77攝氏度）的超低溫下將氫氣液化，然后儲存在低溫容器內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)是儲氫密度大，缺點(diǎn)是成本高，附屬系統(tǒng)龐大，故不適合做車載容器。

固體儲氫法

納米儲氫模型

固體儲氫法，是利用固體對氫氣的物理吸附或化學(xué)反應(yīng)等作用，將氫儲存于固體材料中。固態(tài)儲存一般可以做到安全、高效、高密度，是氣態(tài)儲存和液態(tài)儲存之后，有前途的研究發(fā)現(xiàn)。目前常見固體儲氫方式有合金儲氫、納米儲氫等。優(yōu)點(diǎn)是安全穩(wěn)定，缺點(diǎn)是成本過高。

目前，氫的制取、儲存和攜帶成本高、基建設(shè)施投資大等問題困擾著氫燃料汽車的前進(jìn)之路，近來豐田、現(xiàn)代等車企發(fā)布了燃料電池汽車可以說在新能源的路上取得了階段性進(jìn)步。不過，從大范圍來說，燃料電池汽車還處于探索階段，要使其形成規(guī)模，還有許多技術(shù)難題需要解決。

文章來源：維科網(wǎng)--智能風(fēng)向標(biāo)  侵刪