氫燃料電池安全環(huán)保,氫燃料電池安全環(huán)保要求
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氫燃料電池?zé)峁芾砬熬埃?/h3>
氫燃料電池作為一種環(huán)保、高效的新型能源,具有廣闊的應(yīng)用前景。在氫燃料電池的運(yùn)行中,熱管理是一個(gè)重要的問題,因?yàn)槿剂想姵氐倪\(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。
目前,熱管理方面的技術(shù)和方法已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,例如采用傳統(tǒng)的冷卻液系統(tǒng)、換熱器、風(fēng)冷系統(tǒng)等,同時(shí)還有一些新的熱管理技術(shù),如熱管、微通道散熱器、納米復(fù)合材料等。
這些技術(shù)的不斷發(fā)展,將會(huì)為氫燃料電池的應(yīng)用提供更加可靠、高效的熱管理解決方案。
氫燃料電池安全性怎么樣?
不錯(cuò)
氫燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。打個(gè)比方說,純電動(dòng)車的電池就像儲(chǔ)電站,而氫燃料電池就像發(fā)電站。說到氫燃料電池安全性,氫氣是易燃易爆危險(xiǎn)品,它無色無味,所以人類感官無法對(duì)其泄露有所警覺,但它又是一種風(fēng)險(xiǎn)可控的燃料。
氫燃料電池需要電解液?jiǎn)幔?/h3>
燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的"發(fā)電機(jī)"。它由正極、負(fù)極和夾在正負(fù)極中間的電解質(zhì)板所組成。最初,電解質(zhì)板是利用電解質(zhì)滲入多孔的板而形成,2013年正發(fā)展為直接使用固體的電解質(zhì)。
工作時(shí)向負(fù)極供給燃料(氫),向正極供給氧化劑(空氣,起作用的成分為氧氣)。氫在負(fù)極分解成正離子H+和電子e-。當(dāng)氫離子進(jìn)入電解液中,而電子就沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上,空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。此過程水可以得到重復(fù)利用,發(fā)電原理與可夜間使用的太陽能電池有異曲同工之妙。
燃料電池的電極材料一般為惰性電極,具有很強(qiáng)的催化活性,如鉑電極、活性碳電極等。
利用這個(gè)原理,燃料電池便可在工作時(shí)源源不斷地向外部輸電,所以也可稱它為一種"發(fā)電機(jī)"。
一般來講,書寫燃料電池的化學(xué)反應(yīng)方程式,需要高度注意電解質(zhì)的酸堿性。在正、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)不是孤立的,它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系。如氫—氧燃料電池有酸式和堿式兩種,在酸溶液中負(fù)極反應(yīng)式為:2H2-4e-==4H+正極反應(yīng)式為:O2+4H++4eˉ==2H2O;如是在堿溶液中,則不可能有H+出現(xiàn),在酸溶液中,也不可能出現(xiàn)OHˉ。
若電解質(zhì)溶液是堿、鹽溶液則負(fù)極反應(yīng)式為:2H2+4OHˉ-4eˉ==4H20正極為:O2+2H2O+4eˉ==4OHˉ
若電解質(zhì)溶液是酸溶液則負(fù)極反應(yīng)式為:2H2-4eˉ=4H+(陽離子),正極為:O2+4eˉ+4H+=2H2O
要
氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素,制造成儲(chǔ)存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應(yīng),把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
電池含有陰陽兩個(gè)電極,分別充滿電解液,而兩個(gè)電極間則為具有滲透性的薄膜所構(gòu)成。氫氣由燃料電池的陽極進(jìn)入,氧氣(或空氣)則由陰極進(jìn)入燃料電池。經(jīng)由催化劑的作用,使得陽極的氫分子分解成兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)電子,其中質(zhì)子被氧‘吸引’到薄膜的另一邊,電子則經(jīng)由外電路形成電流后,到達(dá)陰極。
氫燃料電池不需要電解液。需要的是氧化劑和還原劑。
1.氫燃料電池的工作原理
氫能源燃料電池的基本原理是電解水的逆反應(yīng),把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
氫燃料電池嚴(yán)格地說是一種發(fā)電裝置,像發(fā)電廠一樣,是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)發(fā)電裝置。
2.氫燃料電池結(jié)構(gòu)
氫燃料電池的主要結(jié)構(gòu)包括電極、隔膜與集電器等。電極和一般電池一樣,也分為陽極和陰級(jí)。隔膜的主要作用是把氧化劑和還原劑隔開。集電器主要起到收集電流和疏導(dǎo)反應(yīng)氣體等作用。
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