燃料電池發(fā)動機，將氫和氧經過電化學反應將化學能轉變成電能的發(fā)動機系統(tǒng)。一般包括燃料電池堆、氣體輸配和回收系統(tǒng)、散熱和加濕系統(tǒng)、監(jiān)測和控制系統(tǒng)、氫氣安全系統(tǒng)、輔助電源、電能輸出系統(tǒng)?？捎糜谲囕v、航空航天和水下等裝置的驅動動力電源和輔助動力。因為燃料電池和鋰電池都被稱為電池，所以大家一般喜歡拿它倆進行比較，但將燃料電池稱為燃料電池發(fā)動機似乎更容易被理解，并且拿它與內燃機進行比較更為適合一些。二十世紀的汽車工業(yè)毫無疑問是內燃機的天下，以汽油、柴油或天然氣為燃料，通過“燃料”和“氧氣”燃燒（化學反應）將化學能轉為機械能驅動車輛。使用氫能技術可以減少大氣污染，改善環(huán)境狀況，促進可持續(xù)發(fā)展。鄭州燃料電池整車動力系統(tǒng)方案
作為能量轉換裝置的氫燃料電池根據電化學原理將儲存在氫氣和氧氣中的化學能直接轉化為電能。因此，其實際過程是氧化還原反應。氫燃料電池主要由4部分組成，即陰極、陽極、外部負載和電解質。氫氣和氧氣分別通過氫燃料電池的陽極流道和陰極流道進入電池內部，經過氣體擴散后到達電極催化層。氫氣在陽極上失去電子，電子通過外部負載流到陰極與氧氣結合生成離子。氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)組成：氫燃料電池系統(tǒng)由電堆、空氣供給系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成。氫燃料電池的集成設計目標是將氫燃料電池零部件按照工作原理及設計要求，布置在氫燃料電池電堆周邊合理的位置，通過支架、硅膠管和殼體機械結構將各個子系統(tǒng)零部件合理的連接起來，組成一個剛性整體，之后完成氫燃料電池發(fā)動機的集成。四川氫能技術服務公司電話氫氣在制備、儲存、運輸和利用等方面都存在技術難題。
燃料電池系統(tǒng)需要加濕反應氣體，對于采用質子交換膜的燃料電池系統(tǒng)而言，氣體反應物的相對濕度對膜的性能的影響是至關重要的。膜傳輸質子時需要質子以水合離子的形式存在，而干燥的膜不具備傳導質子的能力。因此，對反應氣體進行加濕以保證質子交換膜的濕潤,是增加質子交換膜的質子傳導能力不可缺少的方法。增加反應氣體的相對濕度會提高質子交換膜的電導率，降低膜電阻，從而提高燃料電池系統(tǒng)的輸出性能；但相對濕度過高也容易導致燃料電池堆內部發(fā)生水淹，從而影響其性能。現(xiàn)在燃料電池堆采用的加濕技術主要分為內部加濕、自加濕和外部加濕三種。內部加濕是利用燃料電池反應生成的水和水在質子交換膜內的傳遞特性，實現(xiàn)膜的自增濕；自加濕法是將催化鉑金微粒子加入質子交換膜中，在燃料電池發(fā)電時，依靠膜內自動生成的水來增濕；外部加濕是在燃料電池之外加上一個部件，使水蒸氣和反應氣體同時進入電池組中。
燃料電池系統(tǒng)是專門為燃料電池汽車設計，作為其主供電模塊的電源系統(tǒng)，具有設計合理、功率密度高、可靠性好、效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點。氫氣不含有碳，燃燒后不產生CO2。氫氣可以通過太陽能、風能等可再生能源獲得，被認為是理想的能源或能源載體。氫氣作為內燃機燃料時，極易實現(xiàn)稀薄燃燒，排放污染物少，熱效率高。早在100 多年前，英國科學家就提出用氫為燃料的理論，但這一理論主要用于利用氫反應發(fā)電的原理制成質子交換膜燃料電池。隨著氫燃料技術的進一步發(fā)展，出現(xiàn)了將氫氣直接作為發(fā)動機燃料的應用，這種氫燃料發(fā)動機驅動的汽車比上述電動車更符合“氫燃料汽車”或“燃氫汽車”的稱謂。氫燃料主要用于汽油發(fā)動機，國內外都有報道稱已研制成 100%使用氫燃料的汽車，但實際應用的氫燃汽車大多采用氫與汽油或柴油混合的燃料。氫能技術可用于汽車、發(fā)電和加熱等領域，其應用前景廣闊。
燃料電池系統(tǒng)指用于車輛、游艇、航空航天及水下動力設備等作為驅動動力電源或輔助動力,通過電化學反應過程將反應物(燃料和氧化劑)的化學能轉化為電能和熱能的系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)原理如圖3-1所示,整個燃料電池系統(tǒng)由燃料電池堆、空氣供應子系統(tǒng)、氫氣供應子系統(tǒng)、水熱管理子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)組成。燃料電池堆是整個系統(tǒng)電化學反應的場所,其他子系統(tǒng)主要是相互協(xié)調確保燃料電池堆的電化學反應能夠正常、高效可靠地工作。燃料電池堆由多個單體電池、隔板、冷卻板、進氣歧管等構成,是把富氫氣體和空氣進行電化學反應生成直流電,并同時產生熱、水等其他副產物的總成。燃料電池堆由多個單體電池以串聯(lián)方式層疊組合而成。將雙極板與膜電極三合一組件 (MEA)交替疊合,各單體之間嵌入密封件,經前、后端板壓緊后用螺桿緊固拴牢,即構成質子交換膜燃料電池堆。氫氣燃料電池汽車是未來汽車發(fā)展的一個重要方向。四川氫能技術服務排名
氫能技術還需要解決環(huán)保和安全等問題，保障其健康有序的發(fā)展。鄭州燃料電池整車動力系統(tǒng)方案
燃料電池系統(tǒng)的主要研究熱點包括：使用輕質材料，優(yōu)化設計，提高燃料電池系統(tǒng)的比功率；提高PEMFC系統(tǒng)快速冷啟動能力和動態(tài)響應性能；研究具有負荷跟隨能力的燃料處理器；對電池或超級電容、氫氣存儲進行系統(tǒng)優(yōu)化設計，提高系統(tǒng)的效率和調峰能力，回收制動能量等。 燃料電池系統(tǒng)除燃料電池本體(發(fā)電系統(tǒng))外，還有一些周圍裝置，包括燃料重整供應系統(tǒng)、氧氣供應系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、直流-交流逆變系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。燃料重整供應系統(tǒng)，作用是將外部供給的燃料轉化為以氫為主要成分的燃料。如果直接以氫氣為燃料，供應系統(tǒng)可能比較簡單。若使用天然氣等氣體碳氫化合物或者石油、甲醇等液體燃料，需要通過水蒸氣重整等方法對燃料進行重整。而用煤炭作燃料時，則要先轉換為以氫和一氧化碳為主要成分的氣體燃料。用于實現(xiàn)這些轉換的反應裝置分別稱為重整器、煤氣化爐等。鄭州燃料電池整車動力系統(tǒng)方案
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