C0f3d30c8 发布于2024-09-14 09:54:37 燃料电池汽车 83 次
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贵金属Pt被认为是燃料电池的最佳催化剂,其比表面的大小对催化活性有着重要影响;同时,由于Pt价格昂贵,且在反应过程中易受到CO等中间产物的毒化而失活,抗CO中毒Pt基催化剂的制备变得十分重要.
燃料电池的缺点主要有以下几点:
1、成本高
特别是初期建制成本,还是高于发电机,所以难以推广。另外,目前质子交换膜燃料电池是最有发展前途的燃料电池之一,但质子交换膜燃料电池需要用贵金属铂(Pt)作为催化剂,这也会导致成本居高不下。
2、技术瓶颈
氢燃料电池面临的降低使用成本,使用寿命有待延长,冷启动困难等技术障碍
3安全性门槛高
目前,不论是液态氢、气态氢、储氢金属储存的氢,还有碳水化合物经过重整后转换的氢是燃料电池的唯一燃料。氢气的产生、储存、保管、运输和灌装或重整,都比较复杂,对安全性要求很高
4推广应用,配套建设,都尚处于起步阶段
(1)根据燃料电池的运行机理的不同,分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。
(2)电解质主要有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质。据此,燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。在燃料电池中,磷酸燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以冷启动和快启动,可以用作移动电源,竞争力更强。
(3)按照燃料类型的不同,有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料,汽油、柴油和天然气等气体燃料。有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后,才能成为燃料电池的燃料。
(4)按照燃料电池工作温度分,有低温型,温度低于200℃;中温型,温度为200℃~750℃;高温型,温度高于750℃。
在常温下工作的燃料电池,例如质子交换膜燃料电池(PEMFC),这类燃料电池需要采用贵金属作为催化剂。燃料的化学能绝大部分都能转化为电能,只产生少量的废热和水,不产生污染大气环境的氮氧化物。不需要废热能量回收装置,体积较小,质量较轻。但催化剂铂(Pt)会与工作介质中的一氧化碳(CO)发生作用后产生“中毒”现象而失效,使燃料电池效率降低或完全损坏。而且铂(Pt)的价格很高,增加了燃料电池的成本。
另一类是在高温(600℃~1000℃)下工作的燃料电池,例如熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC),这类燃料电池不需要***用贵金属作为催化剂。但由于工作温度高,需要***用复合废热回收装置来利用废热,体积大,质量重,只适合用于大功率的发电厂中。
综合起来看,最实用的燃料电池是氢或含富氢的气体燃料,但是在自然界是不能直接获得燃料电池氢的;通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼气、天然气、石脑油或煤气为原料,经过重整、裂解等化学处理后来制取含富氢的气体燃料。氧化剂则***用氧气或空气,最常见的是用空气作为氧化剂。
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