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氢燃料电池实际如何工作?

张贴者 佐伊·波丁兹(Zoe Bodinetz) 2020年5月1日下午3:45

氢燃料电池被誉为‘fuel 的 the future’,因为它们具有高效和环保的潜力。它们的效率比汽车中常见的内燃机高出3倍,并且仅产生水和热量作为废物。

KPMG’的全球汽车业高管调查发现,汽车业正在进入‘restructuring phase’燃料电池电动汽车的兴起是2050年的第一趋势。

除了效率高以外,氢燃料电池还非常可靠,安全并且可扩展,因此可以组合成非常有用的更大系统。

令人惊讶的是,背后的科学‘magic’燃料及其如何产生电力非常简单!

基础

电流是通过电子流动产生的,因此,实质上,燃料电池的目的是以某种方式产生电子。氢原子构成了这些电池的燃料来源,由带正电荷的质子和带负电荷的电子组成。

燃料电池由阳极(带正电),阴极(带负电)和燃料电池组成。‘质子交换膜’ between them. The 质子交换膜 is an electrolyte, which only lets certain chemicals travel across it.

当氢进入电池时,带正电的阳极会与氢发生反应,将其分解为质子和电子。然后,电子从阳极到阴极被送入电路中以发电。同时,质子穿过质子交换膜流向阴极。在这里,氧气被输入,与质子结合,电子从电路中形成水分子(H2O)是废物。

 在这些电池的某些模型中,过程略有不同,取而代之的是氧气‘picks up’阴极的电子,然后穿过质子交换膜到达阳极,在阳极与质子结合形成水。

图表来源: 酶促葡萄糖生物燃料电池及其应用

有多种方法获取所需的氢气作为燃料来源:

  1. Thermolysis –加热蒸汽至2000oC,将水分解成氢气和氧气。
  2. Electrolysis –使电流通过水,将其分解为氢和氧离子,然后使氢离子通过阴极,形成氢气。
  3. 天然气重整–使蒸汽与甲烷反应生成一氧化碳和氢气。一氧化碳然后再次与蒸汽反应形成更多的氢。

为什么没有广泛使用它们?

尽管已经开发出了用于多种类型燃料电池的技术,但是还没有一种效率足以被广泛推向市场。它们目前都太昂贵了,不能替代当前的燃烧技术。使用液体电解质的燃料电池有泄漏的风险,而使用固体电解质的燃料电池则有破裂的风险。

不同类型的燃料电池:

Type 质子交换膜 Catalyst Properties
 固体氧化物燃料电池  Hard ceramic  compound 的 metal  oxides  Non- platinum 在很高的温度下操作(约1000oC)
 直接甲醇燃料电池  Polymer membrane  Platinum 使用液态甲醇作为燃料,在低温下运行
 Alkaline Fuel Cell  氢氧化钾水溶液  Platinum  需要纯氢燃料,运行在大约150-200oC
 磷酸燃料电池  磷酸和陶瓷电解质  Platinum 可以使用各种燃料来源。约于150-220运作oC
 质子交换膜燃料  Cell  聚合物电解质薄片  Platinum 在低温下运行,需要纯净燃料
 熔融碳酸盐燃料电池  Salt carbonates  Nickel 需要定期添加二氧化碳。在约650运行oC

 

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评论

22条评论-在下方阅读或 加一

Noahcentineo

Noahcentineo发表评论于:2021年1月11日上午7:34

我收到的信息不仅非常有用,而且对我的工作也有帮助 容易画 .

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加里·魏斯

加里·魏斯2021年1月5日晚上9:39

了解工作技术对以后了解什么是非常有用的

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麦冬

麦冬2021年1月4日下午5:27发表评论

很高兴听到你的消息 糖果大爆险

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安娜·史密斯

安娜·史密斯留下评论:2021年1月4日下午1:27

很高兴访问此网站。 联邦处理注册处

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布里亚纳

布里亚纳留下评论:2021年1月4日下午1:22

感谢您分享这篇精彩的文章,并希望从这里获得更多帖子。 牵引服务

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Itmonika

Itmonika留下评论:2020年12月12日上午5:30

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paulrober280

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中华

中华留下评论:2020年11月30日上午2:08

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留下评论:2020年11月25日下午5:59

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多卡斯史密斯

多卡斯史密斯留下评论:2020年11月25日上午8:20

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奥斯汀兹发表评论于:2020年11月18日上午6:36

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艾米古塔尼

艾米古塔尼留下评论:2020年11月13日上午11:45

氢燃料电池仅排放水,因此有 无二氧化碳排放, 无尘砂纸纽约州奥尔巴尼

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克利福德伍德

克利福德伍德留下评论:2020年11月12日上午10:40

这篇文章问氢燃料电池实际上是如何工作的。在氢燃料电池中,阳极处的催化剂将氢分子分离为质子和电子,它们通过多种途径到达阴极。增加氢气设施在经济上是不可行的,并且可能太危险了。这导致产量低。更多

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弗洛拉威廉姆斯

弗洛拉威廉姆斯 留下评论:2020年11月9日上午7:46

护理课程写作服务寻求者的优势是可以聘请最熟悉护理研究写作服务的最佳护理论文写作服务 护理保健写作服务.  

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多卡斯史密斯留下评论:2020年10月20日上午5:59

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德尔伯特·桑切斯留下评论:2020年10月14日晚上8:38

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查普曼01

查普曼01留下评论:2020年10月14日下午12:51

您解决了我的问题!我不确定我应该为汽车选择什么,但是看起来氢燃料比其他燃料便宜和有效。我将分享一个评论 最佳论文 我们的学生一个月后。感谢分享。

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莫妮卡22

莫妮卡22留下评论:2020年9月29日下午5:13

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威利格

威利格留下评论:2020年9月18日上午7:56

电流是通过电子流动产生的。 2048

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伦敦

伦敦留下评论:2020年8月26日下午1:14

非常有趣的信息。我不知道

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richb99999

richb99999留下评论:2020年6月1日下午6:38

如果氢气来自天然气,那么我的GCSE化学实验表明会产生二氧化碳。这比燃烧天然气好吗?

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杰夫·B

杰夫·B留下评论:2020年5月3日,晚上11:21

一篇有趣的文章,谢谢。


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