【什么是燃料电池技术】燃料电池有什么好处?

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早在19世纪中叶,人们为了寻求将燃料的化学能直接转换为电能,以提高转换效率,曾进行过多方探索,终于在20世纪50年代做出燃料电池的实验装置。在最近一二十年里,美国特别注意燃料电池的研制工作,日本则在引进美国技术的基础上大力进行技术开发。
  燃料电池之所以引起一些发达国家的重视,主要是因为它有以下几个优点:
  高效率。由于直接将燃料的化学能转换为电能,中间不经过热能转换,转换效率不受热力学卡诺循环的限制;由于没有机械能的转换,可免除机械传动损耗,再加上转换效率不因发电规模大小而变化,故燃料电池具有较高的转换效率。英国航天飞机应用的10-20千瓦的碱性燃料电池系统,以纯氢为燃料,纯氧为氧化剂,其转换效率可达60%;美国联合技术公司出售的40千瓦磷酸型燃料电池,用甲烷做燃料,以空气为氧化剂,其转换效率达40%一50%。若将余热加以利用,则其总能量转换效率可达80%。而常规的冷凝式发电的热效率也只有70%-80%。
  低噪声、低污染。燃料电池在化学能转换为电能的过程中,没有机械运动的部件,只是控制系统有一部分小型运动部件,故它是低噪音的。据对美国40千瓦燃料电池相距3米测定的结果,噪音只有68分贝。
  燃料电池还是低污染的能源。以磷酸型燃料电池为例,它排放的硫氧化物及氮化物都低于美国规定标准两个数量级。
  适应性强。燃料电池可以使用各种含氢燃料,如甲烷、甲醇、乙醇、沼气、石油气、天然气和合成煤气等,氧化剂则是取之不尽、用之不竭的空气。燃料电池可以做成一定功率(如40千瓦)的标准组件,按照用户的需要组装成不同的功率和型式,安装在用户最方便的地方。如果需要也可以装成大型电站,与常规供电系统并网使用,这将有助于调节电力负荷。
  建设周期短,维护简便。燃料电池在形成工业化生产之后,发电装置的各种标准组件,可在工厂进行连续化生产。它运输方便,还能在发电站现场进行组装。有人估算40千瓦磷酸型燃料电池的维护量,仅为同等功率柴油发电机的25%。
  由于燃料电池具有这么多优点,美国和日本都十分重视它的发展。
  目前千瓦级的碱性氢氧燃料电池,已应用于阿波罗登月飞行的航天飞机。磷酸型40千瓦的燃料电池美国已装成SO台,分别在美国各地及其他国家进行试用;4.8兆瓦的燃料电池还在继续进行研究,目标是进一步提高效率和可靠性,降低成本。

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