燃料電池有哪幾種型別

時間 2021-09-01 02:24:47

1樓:

燃料電池的主要型別有:

1、sofc

固體氧化物燃料電池(sofc)是一種直接將燃料氣和氧化氣中的化學能轉換成電能的全固態能量轉換裝置,具有一般燃料電池的結構。

2、rfc

氫燃料電池以氫氣為燃料,與氧氣經電化學反應後透過質子交換膜產生電能。氫和氧反應生成水,不排放碳化氫、一氧化碳、氮化物和二氧化碳等汙染物,無汙染,發電效益高。

3、dmfc

直接以甲醇為燃料的質子交換膜燃料電池通常稱為直接甲醇燃料電池(dmfc)。膜電極主要由甲醇陽極、氧氣陰極和質子交換膜(pem)構成。陽極和陰極分別由不鏽鋼板、塑料薄膜、銅質電流收集板、石墨、氣體擴散層和多孔結構的催化層組成。

燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置,又稱電化學發電器。它是繼水力發電、熱能發電和原子能發電之後的第四種發電技術。由於燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能,不受卡諾迴圈效應的限制,因此效率高。

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燃料電池的優點有:

1、發電效率高

燃料電池發電不受卡諾迴圈的限制。理論上,它的發電效率可達到85% ~90%,但由於工作時各種極化的限制,目前燃料電池的能量轉化效率約為40%~ 60%。

2、環境汙染小

燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時,二氧化碳的排放量比熱機過程減少40%以上,這對緩解地球的溫室效應是十分重要的。

3、比能量高

液氫燃料電池的比能量是鎳鎘電池的800倍,直接甲醇燃料電池的比能量比鋰離子電池(能量密度最高的充電電池)高10倍以上。

4、燃料範圍廣

對於燃料電池而言,只要含有氫原子的物質都可以作為燃料,例如天然氣、石油、煤炭等化石產物,或是沼氣、酒精、甲醇等,因此燃料電池非常符合能源多樣化的需求,可減緩主流能源的耗竭。

5、可靠性高

當燃料電池的負載有變動時,它會很快響應。無論處於額定功率以上過載執行或低於額定功率執行,它都能承受且效率變化不大。

2樓:創作家

目前,有5種已知的燃料電池型別.其名稱與採用的相應的電解質有關。

1、鹼性燃料電池(afc)——採用氫氧化鉀溶液作為電解液。

這種電解液效率很高(可達60一90%),但對影響純度的雜質,如二氧化碳很敏感.因而執行中需採用純態氫氣和氧氣。這一點限制了將其應用於宇宙飛行及國際工程等領域。

2、質子交換膜燃料電池(pemfc)採用極薄的塑料薄膜作為其電解質。這種電解質具有高功率一重量比和低工作溫度。是適用於固定和移動裝置的理想材料。

3、磷酸燃料電池(pafc)採用200℃高溫下的磷酸作為其電解質.很適合用於分散式的熱電聯產系統。

4、熔融碳酸燃料電池(mcfc)的工作溫度可達650℃。這種電池的效率很高,但材料需求的要求也高。

5、固志氧燃料電池(sofc)採用的是固態電解質(鑽石氧化物),效能較好,需要採用相應的材料和過程處理技術,因為電池的工作溫度約為1000℃。

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優點燃料電池是一種直接將燃料的化學能轉化為電能的裝置。從理論上來講,只要連續供給燃料,燃料電池便能連續發電,已被譽為是繼水力、火力、核電之後的***發電技術。

1、發電效率高

燃料電池發電不受卡諾迴圈的限制。理論上,它的發電效率可達到85% ~90%,但由於工作時各種極化的限制,目前燃料電池的能量轉化效率約為40%~ 60%。若實現熱電聯供,燃料的總利用率可高達80%以上。

2、環境汙染小

燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時,二氧化碳的排放量比熱機過程減少40%以上,這對緩解地球的溫室效應是十分重要的。

另外,由於燃料電池的燃料氣在反應前必須脫硫,而且按電化學原理髮電,沒有高溫燃燒過程,因此幾乎不排放氮和硫的氧化物,減輕了對大氣的汙染。

3、比能量高

液氫燃料電池的比能量是鎳鎘電池的800倍,直接甲醇燃料電池的比能量比鋰離子電池(能量密度最高的充電電池)高10倍以上。目前,燃料電池的實際比能量儘管只有理論值的10%,但仍比一般電池的實際比能量高很多。

4、噪音低

燃料電池結構簡單,運動部件少,工作時噪聲很低。即使在11mw級的燃料電池發電廠附近,所測得的噪音也低於55db。

5、燃料範圍廣

對於燃料電池而言,只要含有氫原子的物質都可以作為燃料,例如天然氣、石油、煤炭等化石產物,或是沼氣、酒精、甲醇等,因此燃料電池非常符合能源多樣化的需求,可減緩主流能源的耗竭。

6、可靠性高

當燃料電池的負載有變動時,它會很快響應。無論處於額定功率以上過載執行或低於額定功率執行,它都能承受且效率變化不大。由於燃料電池的執行高度可靠,可作為各種應急電源和不間斷電源使用。

7、易於建設

燃料電池具有組裝式結構,安裝維修方便,不需要很多輔助設施。燃料電池電站的設計和製造相當方便。

3樓:易書科技

根據不同的標準,燃料電池大體可分為以下4類:

(1)根據燃料電池的執行機理的不同,分為酸性燃料電池和鹼性燃料電池。

(2)電解質主要有酸性、鹼性、熔融鹽類或固體電解質。據此,燃料電池可分為鹼性燃料電池(afc)、磷酸燃料電池(pafc)、熔融碳酸鹽燃料電池(mcfc)、固體氧化物燃料電池(sofc)、質子交換膜燃料電池(pemfc)等。在燃料電池中,磷酸燃料電池(pafc)、質子交換膜燃料電池(pemfc)可以冷啟動和快啟動,可以用作移動電源,競爭力更強。

(3)按照燃料型別的不同,有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料,汽油、柴油和天然氣等氣體燃料。有機燃料和氣體燃料必須經過重整器「重整」為氫氣後,才能成為燃料電池的燃料。

(4)按照燃料電池工作溫度分,有低溫型,溫度低於200℃;中溫型,溫度為200℃~750℃;高溫型,溫度高於750℃。

在常溫下工作的燃料電池,例如質子交換膜燃料電池(pemfc),這類燃料電池需要採用***作為催化劑。燃料的化學能絕大部分都能轉化為電能,只產生少量的廢熱和水,不產生汙染大氣環境的氮氧化物。不需要廢熱能量**裝置,體積較小,質量較輕。

但催化劑鉑(pt)會與工作介質中的一氧化碳(co)發生作用後產生「中毒」現象而失效,使燃料電池效率降低或完全損壞。而且鉑(pt)的**很高,增加了燃料電池的成本。

另一類是在高溫(600℃~1000℃)下工作的燃料電池,例如熔融碳酸鹽燃料電池(mcfc)和固體氧化物燃料電池(sofc),這類燃料電池不需要採用***作為催化劑。但由於工作溫度高,需要採用複合廢熱**裝置來利用廢熱,體積大,質量重,只適合用於大功率的發電廠中。

綜合起來看,最實用的燃料電池是氫或含富氫的氣體燃料,但是在自然界是不能直接獲得燃料電池氫的;通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼氣、天然氣、石腦油或煤氣為原料,經過重整、裂解等化學處理後來製取含富氫的氣體燃料。氧化劑則採用氧氣或空氣,最常見的是用空氣作為氧化劑。

4樓:匿名使用者

燃料電池通常是按構成的電解質來分類。現在開發最為盛行的有4種燃料電池。各種燃料電池,特別是其動作溫度不相同,最先進行開發的磷酸型燃料電池(pafc)約在200℃的溫度下動作。

相對於此,熔融碳酸鹽型燃料電池(mcfc)和固體氧化物燃料電池均可應用在以石燃料為基本燃料的電廠內,可作為電力電源來利用。高溫型燃料電池又可稱之為是通過利用其高質量排氣,來面向複合發電的燃料電池。

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