1. 氫能源電池的原理是什么
2. 氫能源是什么能源？氫燃料電池的工作原理
3. 什么是燃料電池汽車？
4. 燃料電池汽車是什么工作是什么原理

氫通過與氧的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的裝置。

氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲存能量的電池。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。

燃料電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上，這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，不需要經(jīng)過熱能和機(jī)械能（發(fā)電機(jī)）的中間變換。

氫燃料電池汽車的優(yōu)點(diǎn)

折疊節(jié)能環(huán)保性能優(yōu)：縱觀氫燃料電池整個(gè)運(yùn)行過程中，除了消耗氧氣和空氣之外，沒有其他的能源消耗，沒有加油也沒有充電，節(jié)能性能毋庸置疑。同時(shí)氫燃料電池堆棧在生產(chǎn)電能的過程中只產(chǎn)生水，因此其最大的優(yōu)勢就是真正的實(shí)現(xiàn)了零排放目標(biāo)。

折疊容易實(shí)現(xiàn)：燃?xì)浒l(fā)動機(jī)的實(shí)用化相對容易實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)只需稍加的改動就可以燃用氫氣，而且可以充分利用全球現(xiàn)存的車用發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線路和配套設(shè)施，因此是目前車用發(fā)動機(jī)氫能應(yīng)用解決方案中最具經(jīng)濟(jì)性和使用最廣泛的。

以上內(nèi)容參考百度百科-氫燃料電池

氫能源電池的原理是什么

氫燃料電池新能源汽車原理

什么是氫燃料電池

燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)化裝置，它將燃料的電化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。它類似于電池一樣也是電化學(xué)發(fā)電裝置，因此被稱為燃料電池。對應(yīng)的***用氫氣作為燃料的燃料電池就是氫燃料電池。它可以理解為水電解成氫氣和氧氣的逆反應(yīng)。因此反應(yīng)過程既清潔，又高效。因?yàn)樗皇軅鹘y(tǒng)發(fā)動機(jī)***用卡諾循環(huán)42%左右的熱效率限制，氫燃料電池的效率可輕松達(dá)到60%以上。

氫燃料電池并不像火箭那樣通過氫氣和氧氣燃燒的劇烈反應(yīng)產(chǎn)生動能，而是通過催化裝置將氫氣中的吉布斯自由能釋放出來。打個(gè)比方，石墨和鉆石都是碳的存在形勢。但是形成鉆石需要高溫和高壓。因此這種形態(tài)轉(zhuǎn)化就代表不同的吉布斯自由能。

氫燃料電池工作原理

氫燃料電池工作原理是氫氣通過燃料電池的正極當(dāng)中的催化劑（鉑）分解成電子和氫離子（質(zhì)子）。其中質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜（Proton Exchange Membrane）到達(dá)負(fù)極和氧氣反應(yīng)變成水和熱量。對應(yīng)的電子則從正極通過外電路流向負(fù)極產(chǎn)生電能。

什么是氫燃料電池的技術(shù)關(guān)鍵

對于氫燃料電池的商用來說，最大的挑戰(zhàn)之一就是成本控制。燃料電池汽車目前的成本是普通汽車的5倍左右。其核心部件被稱為質(zhì)子交換膜。它能夠?qū)錃庵械碾娮臃蛛x成為質(zhì)子，進(jìn)而從正極交換至負(fù)極和氧氣進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生水和熱。相應(yīng)的，質(zhì)子交換膜的核心就是催化劑鉑。而鉑是一種貴金屬，也就是通?；榻涞牟牧香K金。為了推動大規(guī)模商用，一方面必須減少催化劑的用量，另一方面是尋求低成本的替代材料。

氫燃料電池汽車的系統(tǒng)組成

談到氫燃料電池汽車，目前主流***用的是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）技術(shù)。其系統(tǒng)組成通常為燃料電池堆、氫氣儲罐、動力電池、燃料電池直流升壓轉(zhuǎn)換器、動力控制單元和動力電機(jī)組成。目前領(lǐng)先的燃料電池堆的功率密度可達(dá)3.1kW/L，最大輸出功率可達(dá)114kW。由于每個(gè)燃料電池單體輸出電壓只有0.6~0.7V，因此需要配合直流升壓轉(zhuǎn)換器和動力電池使用。從而讓電壓可以適配650V高壓，驅(qū)動動力電機(jī)。同時(shí)類似動力電池需要電池管理系統(tǒng)BMS，燃料電池也需要精密的監(jiān)控管理系統(tǒng)FCMS，通過放電狀態(tài)快速調(diào)整反應(yīng)相關(guān)參數(shù)。為了儲存氫氣，一般***用70MPa高壓液氫儲罐。

氫能源是什么能源？氫燃料電池的工作原理

氫能源電池原理：

電解水的逆反應(yīng)將氫和氧分別供給陽極和陰極，通過陽極向外擴(kuò)散發(fā)生反應(yīng)，通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極，形成能量并將能量儲存起來。氫能源電池是將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。

氫能源電池對環(huán)境無污染，主要是通過電化學(xué)，不是***用燃燒，燃燒后會釋放有毒物質(zhì)，對大氣造成污染，燃料電池發(fā)生反應(yīng)后，只能產(chǎn)生水和熱，對于大氣不會造成污染，如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的，整個(gè)循環(huán)就是徹底不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過程。

氫燃料電池汽車：

氫燃料電池汽車是一種用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電力作為動力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經(jīng)重整所得到的高含氫重整氣。由于氫燃料電池的應(yīng)用，使其成為真正意義上的高效、清潔汽車。

雖然氫分子按質(zhì)量來說能量密度很高，一個(gè)原因是分子量低，在氣態(tài)條件下它具有非常低的能量密度。作為存儲在車上的燃料，純氫氣必須加壓或液化。為了提高氣體壓力，提高體積上的能量密度，需要盡量使用較小的，但不輕的容器罐（壓力容器）。為了實(shí)現(xiàn)更高的壓力，就需要使用更多外部能源壓縮。

什么是燃料電池汽車？

在新能源汽車這一概念火起來的時(shí)候，電能和氫能是主要的兩種新能源，但現(xiàn)在很顯然電能才是主流，氫能在國內(nèi)只應(yīng)用在了公共交通領(lǐng)域。究竟氫能源是什么能源？氫能源和氫燃料電池又有什么區(qū)別？下面就帶大家簡單了解一下。

氫能源的原理是氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生熱能，利用熱力發(fā)動機(jī)將這些熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，由于燃燒后的生成物是水，可以將這些水回收再分解成氫氣和氧氣，進(jìn)行重復(fù)利用。

目前氫能源主要應(yīng)用在飛機(jī)火箭的發(fā)動機(jī)，剛剛完成太空任務(wù)的神州十二號飛船以及搭載該飛船的長征二號F遙十二運(yùn)載火箭就是使用了氫能源作為燃料。

而氫燃料電池的工作原理則是電解水的逆反應(yīng)，用催化劑讓氫氣和氧氣結(jié)合變成水，氫原子在這個(gè)過程中會釋放出電子從而產(chǎn)生電。

氫能源汽車使用的就是氫燃料電池，所以氫能源汽車實(shí)際上還是電動車，氫燃料電池與其說是電池，倒不如說是一個(gè)發(fā)電機(jī)。

與電動汽車相比，氫燃料電池不存在衰退的問題，而且氫燃料電池的轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到70%左右，續(xù)航里程以第二代豐田Mirai為例可以達(dá)到850公里，加氫氣的時(shí)間只需要不到五分鐘，所以理論上氫燃料電池會是更加理想的替代內(nèi)燃機(jī)替代品。

但是氫氣的儲存和運(yùn)輸成本非常高，所以還未能形成一條完整的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，直接導(dǎo)致了氫燃料無法成為新能源的主流。

同時(shí)，氫氣的制造也有很大的限制條件，***的相關(guān)報(bào)告指出，目前我國的氫氣主要是從煤炭中冶煉出來，通過電解水制備的比例比較低。原因在于電解水雖然簡單，但是耗電量比較大，1立方的氫氣電解制備就需要5度電，要真正做到環(huán)保，使用的電只能是核電、風(fēng)力電、水力電、光伏電等可再生能源產(chǎn)生的，但這些發(fā)電方式的比例非常低。

燃料電池汽車是什么工作是什么原理

燃料電池汽車的工作原理是，作為燃料的氫在汽車搭載的燃料電池中，與大氣中的氧氣發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能來帶動電動機(jī)工作，由電動機(jī)帶動汽車中的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，進(jìn)而帶動汽車的前橋（或后橋）等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)工作，從而驅(qū)動電動汽車前進(jìn)。

7核心部件燃料電池。燃料電池的反應(yīng)結(jié)果會產(chǎn)生極少的二氧化碳和氮氧化物，副產(chǎn)品主要產(chǎn)生水，因此被稱為綠色新型環(huán)保汽車。燃料電池汽車是電動汽車的一種，其核心部件燃料電池。通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能動力。

燃料電池汽車的氫燃料能通過幾種途徑得到。有些車輛直接攜帶著純氫燃料，另外一些車輛有可能裝有燃料重整器，能將烴類燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體。單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動力，滿足車輛使用的要求。圖2 為燃料電池汽車的燃料電池本體示意圖。

燃料電池汽車的工作原理是將氫作為燃料裝置在汽車上的燃料電池中，與大氣中的氧發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)，釋放電能啟動電動機(jī)；利用電動機(jī)帶動汽車中的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，再啟動汽車的前橋(或后橋)等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)，推動電動汽車前進(jìn)。燃料電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、零排放或接近零排放。2、減少了發(fā)動機(jī)漏油造成的水污染。3、降低了溫室氣體排放。4、提高了燃料的合理性。5、提高了發(fā)動機(jī)的燃燒效率。6、開車平穩(wěn)，無噪音。以上為燃料電池汽車的工作原理及其優(yōu)點(diǎn)。