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燃料电池的前景

(2008-07-21 11:17:27)
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跟着火炬看中国

杂谈

燃料电池的前景燃料电池(Fuel Cell),是一种发电装置,它不像一般非充电电池一样用完就丢弃,也不像充电电池一样,用完须继续充电,燃料电池正如其名,是继续添加燃料以维持其电力,所需的燃料是“氢”,其之所以被归类为新能源,原因就在此。燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池的概念是1839年G.R.Grove提出的,至今已有大约160年的历史。
  燃料电池十分复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论,具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说,燃料电池具有以下特点:
  (1)能量转化效率高 他直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受
卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%。
  (2)有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低 CO2排放因能量转换效率高而大幅度降低。
  (3)燃料适用范围广
  (4)积木化强 规模及安装地点灵活,燃料电池电站占地面积小,建设周期短,电站功率可根据需要由电池堆组装,十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电,或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适
  (5)负荷响应快,运行质量高 燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率,而且电厂离负荷可以很近,从而改善了地区频率偏移和电压波动,降低了现有变电设备和电流载波容量,减少了输变线路投资和线路损失。

   让人们重视燃料电池的最主要原因也许就是世界能源供给的不可预知性。一场使能源价格飞涨的环境灾难或地缘政治危机可能打破整个均衡,使燃料电池不仅成为相对便宜的选择而且是最令人满意的解决方案。目前,世界面临的主要问题是“能源供给、能源质量和环境质量”而燃料电池可以解决所有这些问题。没有其他任何办法能做到这一点。

    2008年由同济大学和德国大众合作研发的氢燃料电池车,开创了中国燃料电池实用的先河。而且将有20辆作为今年奥运会期间的官方用,在车体自身重量增加的情况下时速可达150公里;0-100公里的加速时间为15秒;防水防震功能也有所改进。氢燃料电池车“喝气”问题,上海已经有了首座加氢站。加氢站的氢气来源,是沪上化工企业生产过程中产生的工业副产氢气。目前,位于上海焦化厂的一套氢气提纯示范装置已经投入使用,提纯后的氢气纯度达到99.99%。根据初步测算,目前上海工业副产的氢气足够十几万辆车的用氢需要。另外,从成本估算,氢气与汽油相比也更具竞争力。 

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