什么是氧化物?固体氧化物燃料电池是啥


什么是氧化物?固体氧化物燃料电池是啥

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说起燃料电池,人们往往会想到丰田Mirai使用的氢燃料电池 。氢气确实有很多优点,比如无污染、效率高,但以目前的技术水平,制氢不方便,储运困难 。因此,推广氢燃料电池还存在很大的问题 。燃料电池必须使用氢气吗?不一定,开发了一种固体氧化物燃料电池 (SOFC),它使用生物乙醇作为燃料而不是氢气 。
以氢为燃料的质子交换膜燃料电池PEMFC确实是当今车用燃料电池的主流,但燃料电池的定义并没有那么狭隘 。可以称为燃料电池 。
本文的主角,日产的e-Bio Fuel Cell就是其中之一 。SOFC作为发电元件可以使用多种燃料,绕过不方便的制氢,使用生物乙醇作为燃料 。
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日产的燃料电池系统如何工作?如图: 生物乙醇储存在车辆的油箱中 。这种燃料想必大家都听说过,而且很容易通过玉米等农作物获得 。
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生物乙醇或生物乙醇和水的混合物被送到一个称为燃料重整器 (Fuel) 的装置中,该装置被重整以产生氢气 。然后,它与空气一起被输入 SOFC 电堆发电 。电能被转移到蓄电池中储存,蓄电池有驱动电机驱动车辆 。
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也许你会想,既然需要重整来产生氢气,为什么不使用温度要求较低的质子交换膜燃料电池 (PEMFC)?
这需要提一下改造的原则 。主要有蒸汽重整、部分氧化重整和自热重整三种 。无论哪种重整,除了氢气,还会有CO、CO2等 。副产物,而精致的质子交换膜和更精致的Pt催化剂(铂)无法承受这样的反应环境,只能使用不挑食的SOFC 。
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日产声称其燃料电池系统比传统的氢燃料电池更高效 。这将使配备燃料电池系统的未来车型的续航里程类似于汽油车:约 373 英里(600 公里) 。
生物乙醇除了续航里程更长之外,其优点是该技术几乎不产生额外的二氧化碳,重整过程中产生的二氧化碳全部在生玉米或甘蔗的生长过程中被吸入,因此该技术是“二氧化碳中性” 。而与传统氢燃料电池相比,最大的障碍是缺乏氢燃料加油站 。
生物乙醇不仅供应广泛,而且易于运输和储存,无需存放在昂贵的高压罐中 。无需额外建设基础设施,推广难度低 。
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日产的目标是到 2020 年拥有第一辆使用电子生物燃料电池的汽车,其运行成本预计将“非常低”,与当今的电动汽车相当 。
ams 汽车评论
很高兴看到各种新技术的产生 。使用和生产氢气不再困难,运输和储存更加危险 。这意味着可以大大减少加氢站和氢气管道等基础设施投资 。应用难度降低,离我们的生活更近了一步 。只是SOFC不是新技术,但PEMFC一直占据车用燃料电池的头把交椅 。日产采用 SOFC 肯定是由于技术上的重大突破 。可惜这次公布的信息不多,我们也无法了解这项技术的全貌 。2020年已经不远了,我们希望届时能看到SOFC汽车上路 。
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