燃電池有什么樣的優(yōu)點 _電池

在最近一二十年里，美國特別注意燃料電池的研制工作，日本則在引進美國技術(shù)的基礎(chǔ)上大力進行技術(shù)開發(fā) 。燃料電池之所以引起一些發(fā)達國家的重視，那么燃電池有什么優(yōu)點呢?

優(yōu)點

高效率。由于直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，中間不經(jīng)過熱能轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換效率不受熱力學(xué)卡諾循環(huán)的限制;由于沒有機械能的轉(zhuǎn)換，可免除機械傳動損耗，再加上轉(zhuǎn)換效率不因發(fā)電規(guī)模大小而變化，故燃料電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率。英國航天飛機應(yīng)用的10-20千瓦的堿性燃料電池系統(tǒng)，以純氫為燃料，純氧為氧化劑，其轉(zhuǎn)換效率可達60%;美國聯(lián)合技術(shù)公司出售的40千瓦磷酸型燃料電池，用甲烷做燃料，以空氣為氧化劑，其轉(zhuǎn)換效率達40%一50% 。若將余熱加以利用，則其總能量轉(zhuǎn)換效率可達80% 。而常規(guī)的冷凝式發(fā)電的熱效率也只有70%-80% 。

低噪聲、低污染。燃料電池在化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的過程中，沒有機械運動的部件，只是控制系統(tǒng)有一部分小型運動部件，故它是低噪音的。據(jù)對美國40千瓦燃料電池相距3米測定的結(jié)果，噪音只有68分貝。

燃料電池還是低污染的能源。以磷酸型燃料電池為例，它排放的硫氧化物及氮化物都低于美國規(guī)定標準兩個數(shù)量級。

適應(yīng)性強。燃料電池可以使用各種含氫燃料，如甲烷、甲醇、乙醇、沼氣、石油氣、天然氣和合成煤氣等，氧化劑則是取之不盡、用之不竭的空氣。燃料電池可以做成一定功率的標準組件，按照用戶的需要組裝成不同的功率和型式，安裝在用戶最方便的地方。如果需要也可以裝成大型電站，與常規(guī)供電系統(tǒng)并網(wǎng)使用，這將有助于調(diào)節(jié)電力負荷。

建設(shè)周期短，維護簡便。燃料電池在形成工業(yè)化生產(chǎn)之后，發(fā)電裝置的各種標準組件，可在工廠進行連續(xù)化生產(chǎn) 。它運輸方便，還能在發(fā)電站現(xiàn)場進行組裝。有人估算40千瓦磷酸型燃料電池的維護量，僅為同等功率柴油發(fā)電機的25% 。

原理和發(fā)展

【燃電池有什么樣的優(yōu)點】燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)化裝置,它是按電化學(xué)原理,即原電池工作原理,等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,因而實際過程是氧化還原反應(yīng) 。燃料電池主要由四部分組成,即陽極、陰極、電解質(zhì)和外部電路。燃料氣和氧化氣分別由燃料電池的陽極和陰極通入。燃料氣在陽極上放出電子,電子經(jīng)外電路傳導(dǎo)到陰極并與氧化氣結(jié)合生成離子。離子在電場作用下,通過電解質(zhì)遷移到陽極上,與燃料氣反應(yīng),構(gòu)成回路,產(chǎn)生電流。同時,由于本身的電化學(xué)反應(yīng)以及電池的內(nèi)阻,燃料電池還會產(chǎn)生一定的熱量。電池的陰、陽兩極除傳導(dǎo)電子外,也作為氧化還原反應(yīng)的催化劑。當(dāng)燃料為碳氫化合物時,陽極要求有更高的催化活性。陰、陽兩極通常為多孔結(jié)構(gòu),以便于反應(yīng)氣體的通入和產(chǎn)物排出。電解質(zhì)起傳遞離子和分離燃料氣、氧化氣的作用。為阻擋兩種氣體混合導(dǎo)致電池內(nèi)短路,電解質(zhì)通常為致密結(jié)構(gòu) 。