燃料电池是一类能量转化装置，能够把燃料的电化学能转化为电能，因为其和电池显示，是电化学发电装置，所以称作燃料电池。用氢气为燃料的燃料电池即为氢燃料电池。氢燃料电池能够理解为水电解成氢气以及氧气的反应。氢燃料电池的反应过程既清洁，又高效。氢燃料电池不受传统汽车发动机用卡诺循环42%上下的热效率限制，效率能够达到超过六成。
氢燃料电池不像火箭，通过氢气以及氧气燃烧的剧烈反应产生动能，通过催化装置把氢气中的吉布斯自由能释放。吉布斯自由能是涉及熵以及孚等理论的电化学能。氢燃料电池的工作原理是，氢气通过电池的正极里面的催化剂（铂）分解成氢离子（也就是质子）以及电子。其中氢离子通过质子交换膜，到达负极以及氧气反应变成水以及热量，对应的电子从正极通过外电路流向负极产生电能。
氢燃料电池汽车，现在主要用的是质子交换膜燃料电池技术。氢燃料电池汽车的系统组成通常涵盖燃料电池堆以及氢气储罐，还有汽车动力电池和燃料电池直流升压转换器，动力控制单元、动力电机。现在技术领先的燃料电池堆的功率密度在3.0kW/L，所以需要配合直流升压转换器以及汽车动力电池使用。进而让电压能够适配650伏的高压，驱动汽车动力电机。与此同时，和汽车动力电池需要电池管理系统BMS相似，燃料电池也需要精密的监控管理系统FCMS，通过放电状态快速调整反应有关的参数数值。为存储氢气，通常用70Mpa高压液氢储罐
什么是氢能汽车？
我们都知道火箭用的燃料一般是指氢和氧，如果把液态氢氧混合，然后再点火，结果一定会非常壮观。那么你觉得这种爆炸性的组合能用在一般的汽车上吗？氢是宇宙中最丰富的元素，陆地上、海洋里、空气中都有氢元素，无论我们走到哪里都能接触到氢，虽然氢大量的存在，但是想要抓住却非常的困难。
第一、工厂是从甲烷中抽取的氢气，为了获取氢气，他们铺设了好几百公里的管线。通往俄罗斯的天然气天甲烷在经过漫长旅程之后会被进行加热，在850摄氏度的水蒸汽与甲烷相互作用下，产生氢气、一氧化碳与二氧化碳，然后用分子过滤器过滤掉二氧化碳后留下99.99%的纯氢气，接着再以零下250摄氏度将氢冷却并运往氢能源汽车工厂，这里是德国的通用汽车实验室，科学家正在研发氢燃料电池，这些看起来或许不齐，但是你绝对想不到这块橡胶垫会成为未来的新能源火箭燃烧氢和氧会产生强劲的爆破热情，这很适合冲入太空，但是不适合开出去。
第二、燃料电池并不会燃烧氢气，而是利用氢气来产生电力，将氢气和氧气分别从电池的两端注入，氢气被分解为带电的离子状态，氢离子想要靠近氧气，但是燃料电池不会轻易让他们靠近，反而迫使氢离子经过电极板才能碰到另一端的，他们会在燃料电池里移动而形成电流。这个过程唯一的副产品就是水，实现了真正的零污染排放。由于每个燃料电池只能产生0.7伏特的电力，所以科学家把几百张燃料电池叠在一起，这样就能产生足够的电力来带动两吨重的汽车，并且行驶时速可以达到160公里。他们在这项技术上投资已经超过了10亿欧元，而且还在一直砸钱。
第三、工厂给汽车装好氢燃料电之后，就要把装满氢气的燃料箱装到车上，为了避免砌体外漏而发生爆炸。燃料箱是用坚固的碳纤维复合材料做成的，安装好燃料箱后，这辆氢能源汽车就可以上路了。目前的汽油价格水涨船高，或许等氢能源汽车真正普及之后才会有所改善。
氢能源汽车加什么燃料？
氢能汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车。一般的内燃机，通常注入柴油或汽油，氢汽车则改为使用气体氢。燃料电池和电动机会取代一般的引擎，即氢燃料电池的原理是把氢输入燃料电池中，氢原子的电子被质子交换膜阻隔，通过外电路从负极传导到正极，成为电能驱动电动机；质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。这样有效减少了其他燃油的汽车造成的空气污染问题，高速车辆、巴士、潜水艇和火箭已经在不同形式使用氢。另一方面能源从来都是个问题，近年来，国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取得重大突破，而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。
氢能源是什么能源？氢燃料电池的工作原理
氢能源汽车加氢气燃料。氢气不仅是重要的工业原料和还原剂，也是燃料电池的必要燃料。随着燃料电池的推广和普及，燃料电池汽车进入成熟市场，氢的消耗量也会以惊人的速度增加。目前工业制氢主要是用化石燃料制取氢气，从化工副产物中提取氢气，用用来自生物的甲醇甲烷制取氢气，利用太阳能、风能等自然能量进行水的电解。
氢燃料汽车原理：
众所周知，氢分子通过燃烧与氧分子结合产生热能和水。氢燃料电池通过液态氢与空气中的氧结合而发电，根据此原理而制成的氢燃料电池可以发电用来推动汽车，提供家庭或工业用电或作为手机电池。一原理说起来很简单，但具体分析的话就会发现，其实提炼氢燃料的过程非常复杂，而且能耗也非常高。
氢内燃车和氢燃料电池车不同。氢内燃车是传统汽油内燃机车的带小量改动的版本。氢内燃直接燃烧氢，不使用其他燃料或产生水蒸气排出。这些车的问题是氢燃料很快耗尽。载满氢气的油缸只能行驶数英里，很快便没能量。
氢燃料电池新能源汽车原理
在新能源汽车这一概念火起来的时候，电能和氢能是主要的两种新能源，但现在很显然电能才是主流，氢能在国内只应用在了公共交通领域。究竟氢能源是什么能源？氢能源和氢燃料电池又有什么区别？下面就带大家简单了解一下。 氢能源的原理是氢气在氧气中燃烧产生热能，利用热力发动机将这些热能转变成机械能，由于燃烧后的生成物是水，可以将这些水回收再分解成氢气和氧气，进行重复利用。 目前氢能源主要应用在飞机火箭的发动机，刚刚完成太空任务的神州十二号飞船以及搭载该飞船的长征二号F遥十二运载火箭就是使用了氢能源作为燃料。 而氢燃料电池的工作原理则是电解水的逆反应，用催化剂让氢气和氧气结合变成水，氢原子在这个过程中会释放出电子从而产生电。 氢能源汽车使用的就是氢燃料电池，所以氢能源汽车实际上还是电动车，氢燃料电池与其说是电池，倒不如说是一个发电机。 与电动汽车相比，氢燃料电池不存在衰退的问题，而且氢燃料电池的转化效率可以达到70%左右，续航里程以第二代丰田Mirai为例可以达到850公里，加氢气的时间只需要不到五分钟，所以理论上氢燃料电池会是更加理想的替代内燃机替代品。 但是氢气的储存和运输成本非常高，所以还未能形成一条完整的上下游产业链，直接导致了氢燃料无法成为新能源的主流。 同时，氢气的制造也有很大的限制条件，的相关报告指出，目前我国的氢气主要是从煤炭中冶炼出来，通过电解水制备的比例比较低。原因在于电解水虽然简单，但是耗电量比较大，1立方的氢气电解制备就需要5度电，要真正做到环保，使用的电只能是核电、风力电、水力电、光伏电等可再生能源产生的，但这些发电方式的比例非常低。氢燃料电池新能源汽车原理
什么是氢燃料电池
燃料电池是一种能量转化装置，它将燃料的电化学能转化成电能。它类似于电池一样也是电化学发电装置，因此被称为燃料电池。对应的用氢气作为燃料的燃料电池就是氢燃料电池。它可以理解为水电解成氢气和氧气的逆反应。因此反应过程既清洁，又高效。因为它不受传统发动机用卡诺循环42%左右的热效率限制，氢燃料电池的效率可轻松达到60%以上。
氢燃料电池并不像火箭那样通过氢气和氧气燃烧的剧烈反应产生动能，而是通过催化装置将氢气中的吉布斯自由能释放出来。打个比方，石墨和钻石都是碳的存在形势。但是形成钻石需要高温和高压。因此这种形态转化就代表不同的吉布斯自由能。
氢燃料电池工作原理
氢燃料电池工作原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂（铂）分解成电子和氢离子（质子）。其中质子通过质子交换膜（Proton Exchange Membrane）到达负极和氧气反应变成水和热量。对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。
什么是氢燃料电池的技术关键
对于氢燃料电池的商用来说，最大的挑战之一就是成本控制。燃料电池汽车目前的成本是普通汽车的5倍左右。其核心部件被称为质子交换膜。它能够将氢气中的电子分离成为质子，进而从正极交换至负极和氧气进行反应产生水和热。相应的，质子交换膜的核心就是催化剂铂。而铂是一种贵金属，也就是通常婚戒的材料铂金。为了推动大规模商用，一方面必须减少催化剂的用量，另一方面是寻求低成本的替代材料。
氢燃料电池汽车的系统组成
谈到氢燃料电池汽车，目前主流用的是质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术。其系统组成通常为燃料电池堆、氢气储罐、动力电池、燃料电池直流升压转换器、动力控制单元和动力电机组成。目前领先的燃料电池堆的功率密度可达3.1kW/L，最大输出功率可达114kW。由于每个燃料电池单体输出电压只有0.6~0.7V，因此需要配合直流升压转换器和动力电池使用。从而让电压可以适配650V高压，驱动动力电机。同时类似动力电池需要电池管理系统BMS，燃料电池也需要精密的监控管理系统FCMS，通过放电状态快速调整反应相关参数。为了储存氢气，一般用70MPa高压液氢储罐。
标签： #燃料
