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锂电池VS氢燃料电池:优势与产业链分析

2014-10-02 01:58
木中君
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  燃料电池,是一种主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应,把燃料中的化学能转化成电能的电池。丰田燃料电池车上市脚步渐近,把燃料电池技术的应用再次带进人们的视野。

  燃料电池有多种类型,但是它们都有相同的工作模式。它们主要由三个相邻区段组成:阳极、电解质和阴极。两个化学反应发生在三个不同区段的接口之间。两种反应的净结果是燃料的消耗、水或二氧化碳的产生,和电流的产生,可以直接用于电力设备。

  燃料电池按燃料类型可分为直接型、间接型和再生型;按电解质种类又可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸盐型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固体氧化物型燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)。

  20多年来,燃料电池经历了碱性、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物等几种类型的发展阶段,燃料电池的研究和应用正以极快的速度在发展。在所有燃料电池中,碱性燃料电池(AFC)发展速度最快,主要为空间任务,包括航天飞机提供动力和饮用水;质子交换膜燃料电池(PEMFC)已广泛作为交通动力和小型电源装置来应用;磷酸燃料电池(PAFC)作为中型电源应用进入了商业化阶段,是民用燃料电池的首选;熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)也已完成工业试验阶段;起步较晚的固态氧化物燃料电池(SOFC)作为发电领域最有应用前景的燃料电池,是未来大规模清洁发电站的优选对象,100kW管式SOFC电站已经在荷兰运行,Siemens和三菱重工都进行了SOFC发电系统的试验研究。相比之下,SOFC、MCFC和PEMFC会是最有前景的技术路线。

  氢燃料电池优势及产业链分析

  氢燃料电池,即使用氢气作为燃料,利用电解水的逆反应产电的一种燃料电池,是目前发展最好的燃料电池。

  其工作原理即:将氢气送到电池的阳极板,通过催化剂的作用,氢原子变成一个正电荷的氢离子和一个负电荷的电子,其中氢离子通过电解质到达阴极板,而电子不能通过电解质,而只能通过外部电路形成电流。电子到达阴极板后,与氧原子和氢离子重新结合为水。

  氢燃料电池阴极板供给的氧可直接从空气中获得,因此仅需不断给阳极板供应氢气并及时把水带走,氢燃料电池就可以不断提供电能。相对于其他能源,氢燃料电池的发电过程无污染,能量转换效率更高,且其燃料氢气来源广泛,可再生。

 

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