燃料電池電動汽車作用

⑴ 簡述燃料電池電動汽車的優勢和面臨的問題

(1)優點。與傳統汽車、純電動汽車技術相比，燃料電池電動汽車具有以下優點：①零排放或近似零排放，綠色環保。燃料電池電動汽車在本質上是一種零排放汽車，燃料電池沒有燃燒過程，若以純氫作燃料，通過電化學的方法，將氫和氧結合，生成物是清潔的水；採用其他富氫有機化合物用車載重整器制氫作為燃料電池的燃料，生成物除水之外還可能有少量的C02，但其排放量比內燃機要少得多，且沒有其他污染排放（如氧化氮、氧化硫、碳氫化物或微粒）問題，接近零排放。與傳統汽車相比既減少了機油泄漏帶來的水污染，又降低了溫室氣體的排放。②能量轉換效率高，節約能源。燃料電池的能量轉換效率極高。燃料電池沒有活塞或渦輪等機械部件及中間環節，不經歷熱機過程，不受熱力循環（卡諾循環）限制，故能量轉換效率高，燃料電池的化學能轉換效率在理論上可達100%，實際效率已達60%～80%，是普通內燃機熱效率的2～3倍(汽油機和柴油機汽車整車效率分別為16%-18%和22%～24%)。因此，從節約能源的角度來看，燃料電池汽車明顯優於使用內燃機的普通汽車。③燃料多樣化，優化了能源消耗結構。燃料電池所使用的氫燃料來源廣泛，自然界中，氫能大量存儲在水中，可採用水分解制氫，也可以從可再生能源獲得，可取自天然氣、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤以及再生能源。燃料來源的多樣化有利於能源供應安全和利用現有的交通基礎設施（如加油站等）。燃料電池不依賴石油燃料，各種可再生能源可以轉化為氫能加以有效利用，減少了對石油資源的依賴，優化了交通能源的構成。④續駛里程長，性能優於其他電池的電動汽車。採用燃料電池發電系統作為能量源，克服了純電動汽車續駛里程短的缺點，其長途行駛能力及動力性已經接近於傳統汽車。燃料電池汽車可以車載發電，只要帶上足夠的燃料，它可以把我們送到任何想去的地方。燃料電池電動汽車在成本和整體性能上（特別是行程和補充燃料時間上）明顯優於其他電池的電動汽車。⑤過載能力強。燃料電池除了在較寬的工作范周內具有較高的工作效率外，其短時過載能力可達額定功率的200%或更大，更適合於汽車的加速、爬坡等工況．燃料電池的短時過載能力可達200%的額定功率。⑥運行平穩、低雜訊 燃料電池屬於靜態能量轉換裝置，除了空氣壓縮機和冷卻系統以外無其他運動部件，因此與內燃機汽車相比，擺脫了馬達的轟鳴，運行過程中雜訊和振動都較小。(2)缺點。汽車業界普遍認同的一個觀點是，燃料電池技術是內燃機技術最好的替代物，代表了汽車未來的發展方向。但如果將發展燃料電池汽車的幾個制約因素考慮進來，則會發現燃料電池汽車目前和今後一段時間尚不具備商業化的條件。①燃料電池汽車的製造成本和使用成本過高。制約燃料電池汽車推廣應用的最大因素之一是燃料電池的生產成本一直居高不下。如何降低燃料電池的生產成本成為燃料電池汽車實用化的關鍵。據美國能源部測算，目前燃料電池的生產成本已降為500美元／kN。專家估計，只有當燃料電池的生產成本降至50美元／kW的水平才能為消費者所接受．也就是說．當一台80kW的汽車用燃料電池的成本降到目前汽油發動機的3500美元的價格時，才能創造巨大的市場效益。從市場經濟學角度講，高成本很難完成市場化推廣，而無法實現市場化就不可能大規模批量生產，進而成本就無法降下來，最終導致成本與銷售的惡性循環。另一方面，燃料電池汽車的使用成本過也高，氫氣的售價並不廉價，因此燃料電池車的運行成本並不令人樂觀。目前由燃料電池發電系統提供lkW·h電能的成本遠高於各種動力電池，這從一個側面反映了作為汽車動力源，燃料電池還有相當遠的距離。②啟動時間長，系統抗震能力還需提高。採用氫氣為燃料的FCEV啟動時間一般需要超過3min，而採用甲醇或者汽油重整技術的FCEV則長達lOmin，比起內燃機汽車啟動的時間長得多，影響其機動性能。此外，當FCEV受到振動或者沖擊時，各種管道的連接和密封的可靠性需要進一步的提高，以防止泄漏，降低效率，嚴重時引發安全事故。③經濟且無污染地獲取純氫燃料還存在技術難點。通過重整或改質技術轉化傳統的化石燃料獲取純氫天然氣，不僅要消耗大量的能量，而且並沒有從根本上擺脫對化石能的依賴，也沒有從根本上消除對環境的污染。自然界中，氫能大量存儲在水中，雖然取之不盡，但直接使用熱分解或是電解的辦法從水中制氫顯然不劃算。因此多數科學家都將目光轉向了利用太陽能，但是還存在許多技術障礙。目前，他們正在進行太陽能分解水制氫、太陽能發電電解水制氫、陽光催化光解水制氫、太陽能生物制氫等方面的研究。只有到了能以再生性能源廉價地生產出氫燃料，氫燃料電池民用汽車的燃料問題才算獲得了根本性解決。④氫燃料電池汽車燃料的供應還有大量的技術問題有待解決。通常氫能以三種狀態存儲和運輸：高壓氣態、液態和氫化物形態。用常用的壓縮氣體罐儲存的氫，只能供燃料電池汽車行駛150km，續駛里程太短，還不如蓄電池驅動的汽車。由於氫氣是最小的分子，很容易造成泄漏。哪怕是微量的泄漏，都有可能造成極度可怕的後果。而在-253℃的條件下儲存液氫的深度製冷技術目前還很不成熟．就全球來說，目前能夠加液氫的加氫站也沒有幾家。值得欣慰的是，儲氫材料的開發已取得了一定的進展。⑤供應燃料輔助設備復雜，且質量和體積較大 在以甲醇或者汽油為燃料的FCEV中，經重整器出來的「粗氫氣」含有使催化劑「中毒」失效的少量有害氣體，必須採用相應的凈化裝置進行處理，增加了結構和工藝的復雜性，並使系統變得笨重。目前普遍採用氫氣燃料的FCEV，因需要高壓、低溫和防護的特種儲存罐，導致體積龐大，也給FCEV的使用帶來了許多不便。⑥稀有金屬鉑金Pt被大量應用也制約著燃料電池電動汽車的推廣應用。稀有金屬鉑金作為燃料電池必不可少的反應催化劑，按照現有燃料電池對鉑金的消耗量，地球上所有的鉑金儲量都用來製作車用燃料電池，也只能滿足幾百萬輛車的需求。⑦加氫站等基礎網路設施建設幾乎為零，目前全球范圍內投入使用的加氫站僅有100多家，且大部分是用於實驗用途的。如果說技術和成本是科研機構和企業通過努力可以自行解決的問題，那麼相應的配套設施建設則不是舉一人之力可以完成的，需要國家政策、產業鏈條、基礎設施建設等多方面的准備，並及時制定完善的行業標准和規范 加氫站等基礎設施建設，既涉及城市規劃、交通、電力等問題，又要解決投資和經營者的獲利問題，同時還要有效解決加氫的核心技術和統一標准等問題。對於有一定行駛區間的公交車而言，這個問題可能容易解決，但是對於私家車而言要解決這些問題就任重而道遠了。

⑵ 燃料電池汽車的優點有哪些

與傳統汽車相比，燃料電池汽車具有以下優點:

1.零排放或接近零排放。

2.減少了漏油造成的水污染。

3.減少溫室氣體的排放。

4.燃料電池轉換效率高(60%左右)，整車燃油經濟性好。

5.運行平穩，無噪音。

燃料電池電動汽車本質上是零排放汽車。燃料電池沒有燃燒過程。如果使用純氫作為燃料，氫和氧通過電化學方法結合，得到的產物是清水。

其他富氫有機化合物在車載重整器中用作燃料電池的燃料以產生氫氣。除了水，產品可能含有少量的CO2，但其排放量遠低於內燃機，沒有其他污染排放(如氮氧化物、硫氧化物、碳氫化合物或顆粒)，接近零排放。與傳統汽車相比，它不僅減少了漏油造成的水污染，還減少了溫室氣體排放。

燃料電池的能量轉換效率極高。燃料電池沒有活塞或渦輪等機械部件和中間環節，不經過熱機過程，不受熱循環(卡諾循環)限制，能量轉換效率高。燃料電池的化學能轉換效率理論上可以達到100%，實際效率已經達到60% ~ 80%，是普通內燃機的2 ~ 3倍(汽油發動機和柴油發動機的效率分別為16% ~ 18%和22% ~ 24%)，因此，從節能的角度來看，燃料電池汽車明顯優於使用內燃機的普通汽車。

⑶ 燃料電池汽車的運行原理是什麼

燃料電池汽車是用燃料電池代替蓄電池產生電能，從而供電給車上的電動機使其運轉。燃料電池與蓄電池不同，必須從電池外部源源不斷地向電池提供燃料，燃料一般用天然氣、甲烷、煤氣等含氫化合物。在電池的工作室內，燃料中的氫被分離出來，和輸入的空氣中的氧氣結合生成水，同時就產生電能。也有的燃料電池輸入的燃料就是氫，稱為氫燃料電池。用於汽車的燃料電池的功率一般可以達到50千瓦以上，這樣就解決了蓄電池電動汽車存在的蓄電池容量小，車的行程短的難題。惟一的缺點就是燃料電池的成本比較高。

第一代燃料電池汽車已經在美國、加拿大、日本等國進行了試驗。燃料電池汽車行駛時沒有廢氣，也沒有發動機的雜訊。隨著新型燃料電池的研製，其成本可望下降。

燃料電池汽車具有無污染、低噪音，起動迅速，使用方便等優點，因此，將成為二十一世紀首選的綠色汽車。

⑷ 燃料電池電動汽車是怎樣的工作原理

1、燃料電池電動汽車的動力系統主要由燃料電池發動機、燃料存儲裝置（主要用於儲氫）、驅動電機、動力電池組等組成，採用燃料電池發電作為主要能量源，通過電機驅動車輛前進。燃料電池是利用氫氣和氧氣（或空氣）在催化劑的作用下直接經電化學反應產生電能的裝置，且有無污染、排放物只有水的優點。
2、燃料電池電動汽車具有效率高、節能環保（以氫氣為能源、排放物為水）、運行平穩、雜訊小等優點。
燃料電池作為電動汽車的動力來源，其特點主要表現在：
①能量轉化效率高。燃料電池的能量轉換效率可高達60%～80%，是內燃機的2~3倍。
②不污染環境。燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水，它本身工作不產生CO和C02，也沒有硫和微粒排出，沒有高溫反應，也不產生NOx。如果使用車載的甲醇重整催化器供給氫氣，僅會產生微量的CO和較少的C02。
3、燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的高效發電裝置。發電的基本原理是：電池的陽極(燃料極)輸入氫氣(燃料，氫分子(H2)在陽極催化劑作用下被離解成為氫離子(H+)和電子(e-)，H+穿過燃料電池的電解質層向陰極(氧化極)方向運動，e-因通不過電解質層而由一個外部電路流向陰極;在電池陰極輸入氧氣(O2)，氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子(O)，與通過外部電路流向陰極的e-和燃料穿過電解質的H+結合生成穩定結構的水(H2O)，完成電化學反應放出熱量。
4、現階段，燃料電池的許多關鍵技術還處於研發試驗階段。此外，燃料電池的理想燃料——氫氣，在制備、供應、儲運等方面距離產業化還有大量的技術與經濟問題有待解決。
作為燃料電池必不可缺少的反應催化劑——稀有金屬鉑金(Pt)被大量應用。按照現有燃料電池對鉑金的消耗量，地球上所有儲量都用來製造車用燃料電池，也僅能滿足幾百萬輛車的需求。因此如何降低稀有金屬用量也是燃料電池電動汽車推廣應用的技術和資源瓶頸之一。

⑸ 什麼是燃料電池電動汽車

什麼是燃料電池電動汽車？燃料電池電動汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下在燃料電池中經電化學反應產生的電能，並作為主要動力源驅動的汽車。
燃料電池電動汽車實質上是電動汽車的一種，在車身、動力傳動系統、控制系統等方面，燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同，主要區別在於動力電池的工作原理不同。
一般來說，燃料電池是通過電化學反應將化學能轉化為電能，電化學反應所需的還原劑一般採用氫氣，氧化劑則採用氧氣，因此最早開發的燃料電池電動汽車多是直接採用氫燃料，氫氣的儲存可採用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。
純燃料電池車只有燃料電池一個動力源，汽車的所有功率附和都有燃料電池承擔。燃料電池汽車多採用混合驅動形式，在燃料電池的基礎上，增加了一組電池或超級電容作為另一個動力源。主要結構有：能量控制單元，空氣壓縮機，燃料電池堆，高壓儲氫瓶，動力電池組，電動機。高壓儲氫瓶提供燃料，動力電池組提供而外的功率，讓車加速、爬坡和高速運行。

⑹ 燃料電池汽車相對於其他新能源汽有哪些優勢

優點：
1、零排放或近似零排放。
2、減少了機油泄露帶來的水污染。
3、降低了溫室氣體的排放。
4、燃油電池的轉化效率高（60%左右），整車燃油經濟性良好。
5、運行平穩、無雜訊。
缺點：
燃料電池成本高昂，同時使用成本（氫）也昂貴。

⑺ 燃料電池電動車由哪幾部分組成 各有什麼作用。

1、燃料電池發動機（FCE）：主要由燃料電池堆、進氣系統、排水系統、供氫系統、冷卻系統、電堆控制單元和監控系統組成。主要動力源。
2、動力蓄電池組：輔助動力源。
3、電流變換器：交直流變換。
4、動力總成：傳遞動力、換檔。
5、氫氣系統：提供氫氣。
6、動力控制單元：動力控制、故障診斷。

⑻ 什麼是燃料電池汽車

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，與大氣中的氧氣發生氧化還原化學反應，產生出電能來帶動電動機工作，由電動機帶動汽車中的機械傳動結構，進而帶動汽車的前橋（或後橋）等行走機械結構工作，從而驅動電動汽車前進。
7核心部件燃料電池。燃料電池的反應結果會產生極少的二氧化碳和氮氧化物，副產品主要產生水，因此被稱為綠色新型環保汽車。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作用，而不是經過燃燒，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，能將烴類燃料轉化為富氫氣體。單個的燃料電池必須結合成燃料電池組，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。

⑼ 燃料電池電動汽車由哪幾部分組成其作用是什麼

1.能量控制單元
2.空氣壓縮機
3.燃料電池堆
4.高壓儲氫瓶
5.動力電池組
7.電動機

⑽ 燃料電池電動汽車指什麼

燃料電池電動汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下,在燃料電池中,經電化學反應產生的電能,作為主要動力源驅動的汽車。燃料電池電動汽車實質上是純電動汽車的一種,主要區別在於動力電池的工作原理不同。