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燃料电池汽车工作温度,燃料电池汽车工作温度范围

C0f3d30c8 发布于2024-07-10 12:39:23 燃料电池汽车 69 次

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于燃料电池汽车工作温度问题,于是小编就整理了3个相关介绍燃料电池汽车工作温度的解答,让我们一起看看吧。

  1. 燃料电池主要有哪几种,其各自的特点是什么?
  2. 碳与水反应的温度?
  3. 燃料电池能量转化率的计算?

燃料电池主要有哪几种,其各自的特点是什么?

燃料电池按其工作温度是不同,把碱性燃料电池(AFC,工作温度为100℃)、固体高分子型质子膜燃料电池(PEMFC,也称为质子膜燃料电池,工作温度为100℃以内)和磷酸型燃料电池(PAFC,工作温度为200℃)称为低温燃料电池;把熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC,工作温度为650℃)和固体氧化型燃料电池(SOFC,工作温度为1000℃)称为高温燃料电池,并且高温燃料电池又被称为面向高质量排气进行联合开发的燃料电池.另一种分类是按其开发早晚顺序进行的,把PAFC称为第一代燃料电池,把MCFC称为第二代燃料电池,把SOFC称为第三代燃料电池.这些电池均需用可燃气体作为其发电用的燃料.

碳与水反应的温度?

碳与水的反应在常温下是不会发生的。然而,在极高温下,比如在800摄氏度以上的温度条件下,碳与水会发生反应生成一氧化碳和氢气这个反应是一个高温气相反应,需要大量的能量和适当的气相条件。在这样的高温条件下,碳和水可以发生气相反应解离成一氧化碳和氢气。因此,要引发碳与水的反应需要极高的温度条件下。

燃料电池汽车工作温度,燃料电池汽车工作温度范围
(图片来源网络,侵删)

反应的温度取决于反应条件。在常温下,碳与水反应非常缓慢,几乎可以忽略不计。在高温下,碳与水反应会发生更快。

在高温下,碳与水反应会生成一氧化碳(CO)和氢气(H2)。反应的方程式如下:

C + H2O → CO + H2

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(图片来源网络,侵删)

反应的温度越高,反应速率越快。在 1000 摄氏度下,反应速率会非常快。

碳与水反应的温度还取决于反应的催化剂。在存在催化剂的情况下,反应会发生得更快。常用的催化剂包括氧化铜(CuO)、氧化铁(Fe2O3)等。

在工业上,碳与水反应用于生产一氧化碳和氢气。一氧化碳可以用于生产甲醇乙醇等化工产品。氢气可以用于生产氨、甲烷等化工产品,也可以用于燃料电池。

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(图片来源网络,侵删)

燃料电池能量转化率的计算

电动汽车燃料电池基本能量公式计算 
  电动汽车燃料电池的一个有用的特征是其效率容易在工作电压中测得,原因如下:如果1mol的燃料在电池中发生反应,那么在外电路中就会产生2mol的电子;同时我们也知道,电能可以用基本能量公式计算 
电能=电荷量×电压 
  法拉第常数F代表1mol电子中包含的电荷量。所以,当燃料电池中消耗1mol的氢燃料时,***设效率为100%,由式【 


(4.4) 】定义,则可以得出以下结论: 
能量=2F×Vl00%=△H 
或者变形为 


  由法拉第常数的标准值(96485C)和上文中给出的计算△H需要的两个值,可以轻易计算出电池单元以“100%效率”工作的电压值。此处如果使用热值计算,电压值为1.48V;使用低热值,则电压值为1.25V。 
  对于燃料电池而言,从前面的介绍我们了解到其效率不可能达到100%。所以,燃料电池的实际电压值要低于其理论值,通常称其实际值为Vc。因为电压和电能之间直接成正比关系,所以可以得出 


  由此可知,电动汽车燃料电池单元的电压很容易测量。对于单元较多的燃料电池组,需特别注意,其涉及的电压是每一个电池单元的平均电压,所以系统电压应该由电池单元数目进行等分。由此可以很容易地计算出燃料电池的效率。 
  当吉布斯自由能100%转化为电能时,超过燃料电池单元最大电压值是没有用的。此外,下式与式(4.4)类似,也可以计算出燃料电池单元的最大可能电压: 


这也是一个极为重要的公式,而且表4.3中第四列最大电动势的值就是根据此公式计算的。

到此,以上就是小编对于燃料电池汽车工作温度的问题就介绍到这了,希望介绍关于燃料电池汽车工作温度的3点解答对大家有用。

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