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燃料動力電池的優缺點分別有什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:2088次  |  2021年03月17日  

燃料動力電池的優缺點:


燃料動力電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料動力電池,電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能儲電而是一個發電廠。


燃料動力電池的優點


不管是滿負荷還是部分負荷均能保持高發電效率。


不管裝置規模大小均能保持高發電效率。


具有很強的過負載能力。


通過與燃料供給裝置組合的可以適用的燃料廣泛。


發電出力由電池堆的出力和組數決定,機組的容量的自由度大。


電池本體的負荷響應性好,用于電網調峰優于其他發電方式。


用天然氣和煤氣等為燃料時,NOX及SOX等排出量少,環境相容性優。


負荷響應快,運行質量高:燃料動力電池在數秒鐘內就可以從最低功率變換到額定功率。


能量轉化效率高:它直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,因而不受卡諾循環的限制。燃料動力電池系統的燃料電能轉換效率在45%~60%,而火力發電和核電的效率大約在30%~40%。


安裝地點靈活:燃料動力電池電站占地面積小,建設周期短,電站功率可根據要由電池堆組裝,十分方便。燃料動力電池無論作為集中電站還是分布式電站,或是作為小區、廠、大型建筑的獨立電站都非常合適。


燃料動力電池的缺點


(一)燃料種類單一:目前,不論是液態氫、氣態氫、儲氫金屬儲存的氫,還有碳水化合物經過重整后轉換的氫是燃料動力電池的唯一燃料。氫氣的出現、儲存、保管、運輸和灌裝或重整,都比較復雜,對安全性要求很高。但燃料種類的單一性,可以建立標準化、統一的供給系統。


(二)要求高質量的密封:燃料動力電池的單體電池所能出現的電壓約為1V,不同種類的燃料動力電池的單體電池所能出現的電壓略有不同。通常將多個單體電池按使用電壓和電流的要求組合成為燃料動力電池發動機組,在組合時,單體電池間的電極連接時,必須要有嚴格的密封,因為密封不良的燃料動力電池,氫氣會泄漏到燃料動力電池的外面,降低了氫的利用率并嚴重影響燃料動力電池發動機的效率,還會引起氫氣燃燒事故。由于要求嚴格的密封,使得燃料動力電池發動機的制造工藝很復雜,并給使用和維護帶來很多困難。


(三)比功率還要進一步提高:內燃機的比功率約為300W/kg,以氫為燃料的燃料動力電池比功率約為300~350W/kg,功率密度為280W/L。甲醇經過重整出現的氫為燃料的燃料動力電池綜合功率密度(包括重整器質量)降低到220W/L。為了滿足FCEV動力性能的要求,要進一步提高燃料動力電池發動機的比功率。


(四)造價太高:目前質子交換膜燃料動力電池是最有發展前途的燃料動力電池之一,但質子交換膜燃料動力電池要用貴金屬鉑(Pt)作為催化劑,其使用量要求達到0.1~0.2mg/cm3,目前用量要求達到0.5mg/cm3,距離要求還較遠。而且鉑(Pt)在反應過程中受CO的用途會"中毒"而失效。鉑(Pt)的使用和鉑(Pt)的失效使質子交換膜燃料動力電池的造價持高不下。


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