什么是燃料電池汽車？燃料電池汽車的工作原理介紹

燃料電池汽車是一種用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動(dòng)力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經(jīng)重整所得到的高含氫重整氣。與通常的電動(dòng)汽車比較, 其動(dòng)力方面的不同在于FCV 用的電力來自車載燃料電池裝置, 電動(dòng)汽車所用的電力來自由電網(wǎng)充電的蓄電池。因此, FCV 的關(guān)鍵是燃料電池。

燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝Оl(fā)電裝置。發(fā)電的基本原理是: 電池的陽極( 燃料極) 輸入氫氣( 燃料) , 氫分子( H2) 在陽極催化劑作用下被離解成為氫離子( H+ ) 和電子( e-) , H+ 穿過燃料電池的電解質(zhì)層向陰極( 氧化極) 方向運(yùn)動(dòng), e-因通不過電解質(zhì)層而由一個(gè)外部電路流向陰極; 在電池陰極輸入氧氣( O2) , 氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子( O) , 與通過外部電路流向陰極的e-和燃料穿過電解質(zhì)的H+ 結(jié)合生成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的水( H2O) , 完成電化學(xué)反應(yīng)放出熱量。

這種電化學(xué)反應(yīng)與氫氣在氧氣中發(fā)生的劇烈燃燒反應(yīng)是完全不同的, 只要陽極不斷輸入氫氣, 陰極不斷輸入氧氣, 電化學(xué)反應(yīng)就會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去, e-就會(huì)不斷通過外部電路流動(dòng)形成電流, 從而連續(xù)不斷地向汽車提供電力。與傳統(tǒng)的導(dǎo)電體切割磁力線的回轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)電原理也完全不同, 這種電化學(xué)反應(yīng)屬于一種沒有物體運(yùn)動(dòng)就獲得電力的靜態(tài)發(fā)電方式。因而, 燃料電池具有效率高、噪音低、無污染物排出等優(yōu)點(diǎn), 這確保了FCV 成為真正意義上的高效、清潔汽車。

為滿足汽車的使用要求, 車用燃料電池還必須具有高比能量、低工作溫度、起動(dòng)快、無泄漏等特性,在眾多類型的燃料電池中, 質(zhì)子交換膜燃料電池( PEMFC) 完全具備這些特性, 所以FCV 所使用的燃料電池都是PEMFC。

燃料電池汽車的工作原理

燃料電池汽車的工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧氣發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能來帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而帶動(dòng)汽車的前橋（或后橋）等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)工作，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車前進(jìn)。

核心部件燃料電池

燃料電池的反應(yīng)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生極少的二氧化碳和氮氧化物，副產(chǎn)品主要產(chǎn)生水，因此被稱為綠色新型環(huán)保汽車。燃料電池汽車是電動(dòng)汽車的一種，其核心部件燃料電池。通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能動(dòng)力。

燃料電池汽車的氫燃料能通過幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料，另外一些車輛有可能裝有燃料重整器，能將烴類燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體。單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車輛使用的要求。