四川氢燃料汽车加氢工厂

时间:2023年04月07日 来源:

20世纪60年代,氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后,随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术,很快,氢燃料电池就被运用于发电和汽车。大型电站,无论是水电、火电或核电,都是把发出的电送往电网,由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同,电网有时呈现为高峰,有时则呈现为低谷,这就会导致停电或电压不稳。另外,传统的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上,燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,能量转换率可达60%~80%,而且污染少、噪音小,装置可大可小,非常灵活。氢的化学特性活跃,它可同许多金属或合金化合。某些金属或合金吸收氢之后,形成一种金属氢化物,其中有些金属氢化物的氢含量很高,甚至高于液氢的密度,而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解,并把所吸收的氢释放出来,这就构成了一种良好的贮氢材料。目前氢储能系统效率为电化学储能的50%左右、抽水蓄能的60%左右。四川氢燃料汽车加氢工厂

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加氢站的氢气约60-70元一公斤,有补贴的地区更低为30元一公斤,各地区还有不同的补贴标准,目前补贴以5至15元每公斤居多,此前补贴更高可达50元每公斤,但逐年下降,补贴越来越少了。一公斤氢气跑100-130公里左右,百公里用氢成本超50元。而燃油车,按照百公里油耗7L计算,汽油按照8元/L,百公里成本56元。而混动车型的油耗则可以做到更低。而如果与电动汽车相比,例如比亚迪汉,搭载85kWh的电池容量,续航里程715公里,打个大折扣,按实际续航550公里,公共电价每度1.5元来计算,充电费用127.5.百公里用电成本约为23元。四川氢燃料汽车加氢工厂利用氢气可以从氧化合物中夺取氧的性质,在冶金工业可以冶炼金属。

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近年来,新能源汽车迅猛发展,多个国家发布了禁售燃油车的时间表。在国内因国家和地方政策的引导,纯电动汽车得到了长足的发展。但纯电动车辆存在多个限制条件,如纯电动车辆的充电时间较长、续驶里程较短。氢燃料电池汽车加氢时间短、续驶里程较长,满足了消费者的出行需求。现有加氢相关各控制器的硬件网络架构见图1,该架构在车辆正常行驶过程中无明显的弊端,但在车辆驶入加氢站进行加氢时,存在唤醒无关控制器的弊端。氢能车辆加氢时,整车关断动力电压动力电和低压电(车钥匙拔出或钥匙处于off档),加氢时不需要唤醒燃料电池控制器(fccu),但现有架构图1必须唤醒fccu才能传递目前整车的状态是否允许加氢(因需通过fccu传递can报文);

氢燃料电池车的灵魂部分在于燃料电池,它相当于一个小型发电机,车辆携带的氢与空气中的氧在其中依靠化学反应产生电力推动电机。基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。虽然中文称为“燃料电池”,但并不是氢气和氧气混在一起燃烧。储氢罐储存氢气,燃料电池发电,电机驱动轮子。这便是氢燃料电池汽车的基本模式。当然,现在很多氢燃料电池汽车也会搭配高压锂电池一起提供动力,其模式与现有的混动或增程式电动车类似,以应对某些特殊使用场景,提升车辆性能。例如,在今年世界新能源汽车会“氢能与燃料电池汽车商业化”主论坛,一款来自现代汽车集团的氢燃料电池车NEXO中国版车型正式亮相,为这一话题提供了的案例。管道运氢尽管前期成本大,但在长距离、大规模的氢气运输中,运输效率、成本十分具有势。

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氢燃料电池车的工作原理是:将氢气送到燃料电池的阳极板(负极),经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的一个电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板(正极),而电子是不能通过质子交换膜的,这个电子,只能经外部电路,到达燃料电池阴极板,从而在外电路中产生电流。质子到达阴极板后,与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧,可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,给阴极板供应空气,并及时把水(蒸气)带走,就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电,经逆变器、控制器等装置,给电动机供电,再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动,就可使车辆在路上行驶。与传统汽车相比,燃料电池车能量转化效率高达60~80%,为内燃机的2~3倍。燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是清洁的水,它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳,也没有硫和微粒排出。因此,氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染的车,氢燃料是完美的汽车能源!我国氢气管网发展不足, 输氢管道主要分布在环渤海湾、长江三角洲等地,氢气管网布局有较大的提升空间。四川氢燃料汽车加氢工厂

氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不,飞艇现多用氦气填充)。四川氢燃料汽车加氢工厂

作为给燃料电池汽车提供氢气的基础设施,加氢站的数量也在不断增长,各种示范活动在全世界各地火热展开,这些加氢站的建设及示范运行活动为今后积累了量的数据和经验。 早的氢气加注站也许可以追溯到1980年代位于美国Los Alamos的加氢站,当时美国阿拉莫斯国家实验室为了验证液态氢气作为燃料的可行性而建造了该站,之后越来越多的加氢站逐渐建成,据FuelCell Today统计,截至2006年,全球范围内建成的加氢站已达140多座,北美新建加氢站数量在全世界新建加氢站中的比重增,发展更为迅速。同时除德国外,其它欧洲地区也加快了氢能基础设施的研究建设步伐。美国处于规划中的加氢站有40多座,占绝多数,挪威、意利和加拿这三个国家也均有5-7座加氢站还处于规划之中,可以预见,今后这些国家的氢能发展也将提速。四川氢燃料汽车加氢工厂

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