由燃料电池系统、氢燃料罐和锂离子充电电池构

作者:汽车资讯

三菱瓦斯化学于2008年9月10~12日在东京有明国际会展中心举行的第五届ECO-MAnufacture2008(制造业环境及能源对策展/技术会议)上,展出了燃料电池便携电源装置。

法国米其林公司在“EVS26上,展出了采用燃料电池作为发电源的增程发动机EV系统。此次展示的是驱动用供电单元,由燃料电池系统、氢燃料罐和锂离子充电电池构成,外形尺寸为1186mm×828mm×340mm,重120kg。

当前,新能源动力电池主要分锂电池和燃料电池两大类。蓄电池包括铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、锂电池、空气电池等,主流常见的是铅酸蓄电池和锂电池。燃料电池包括碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池。

内置主动方式的直接甲醇型燃料电池,输出功率为300W。4L的燃料箱可连续工作约8小时。外形尺寸宽380mm×深450mm×高300mm,干燥重量22kg。燃料使用浓度为54%的甲醇水溶液。

燃料电池系统由燃料电池组、加湿器、压缩机以及控制单元等构成。该系统是以氢为燃料的固体高分子型,输出功率为5kW。燃料电池组层叠了64个单元。35MPa的燃料罐可以储藏1kg的氢,在燃料电池以4kW输出时,能够供给15kWh的电力。燃料电池由米其林开发,MEA(膜/电极接合体)由德国SolviCore公司(Solvay公司与Umicore公司的合资公司)制造,氢燃料罐由加拿大Dynetek Industries公司制造。

锂电池和燃料电池的最大区别在于两者的工作本质不一样。锂电池是一个储能装置,通过可逆的电化学反应实现电能的存储和释放,它必须储能再放能,完全依赖于外部能量的供应,如果外部能量是非环保的,那么锂电也就是非环保的电力,因此就有了纯电动汽车只不过是污染的二次转移之说,因为其电能主要来自于以火力发电为主的电网。燃料电池无需储能,是一个电能生产装置,它通过电催化反应将燃料中的化学能转换成电能释放出来,工作方式跟内燃机比较类似。换句话说,锂电池的能源转换为电能到化学能再到电能,而燃料电池则是直接将化学能转化成电能。从能源转化的角度,燃料电池无疑是相对锂电池更高级的发展层次。

电解质膜采用美国杜邦生产的固体高分子膜“Nafion”,在催化剂层、电极和分离器等的形成上采用自主研发的技术。燃料电池堆的外形尺寸为120mm×120mm×125mm,层叠了40个单元,重3.9kg。虽说采用以传感器和泵控制燃料供应及反应生成水的再循环等的主动方式,燃料电池单元的功率密度却高达130mW/cm2。

锂离子充电电池的容量为2.4kWh,由法国Saft公司生产,可以一边利用燃料电池的电力为锂离子充电电池充电一边行驶,能够驱动15kW左右的马达。

蓄电池

日立制作所曾为NHK试制过类似的直接甲醇型燃料电池便携电源。并在7月的北海道洞爷湖峰会上实际应用于新闻直播。其重量仅为6kg,输出功率100W,连续使用时间为两个半小时(燃料为500mL浓度40%的甲醇水溶液)。

FAM Automobile公司制造出了配备该供电单元的小型增程EV“F-City H2”,并于2011年12月在法国获得了车辆认证。该车填充一次氢的行驶距离为150km左右。

铅酸蓄电池

详情见:Mitsubishi Gas Chemical Exhibits 300W Portable Fuel-cell Power Unit

铅酸蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液,常见的铅酸蓄电池分三类:普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池。铅酸蓄电池的发展历史长久,具有供电电压稳定、价格便宜的优点。但是相比于锂电池,铅酸蓄电池有着能量密度低,使用寿命短,充电时间长,体积大等缺点。此外,铅酸蓄电池中存在着大量的铅,在废弃后若处理不当,将对环境产生污染。

锂离子电池

常见的锂离子电池有三类,分别是磷酸铁锂电池、钴酸锂电池和三元锂电池。可充电锂离子电池是目前手机、笔记本电脑等数码产品中应用最广泛的电池。 相比于铅酸蓄电池,锂离子电池具有能量密度大,重量轻,使用寿命长,充放电效率高等优点,是作为电动汽车动力电源的选择之一。但是,锂电池的制造成本高,充电要求很高,要保证终止电压精度在±1%之内,在使用过程中不可过充、过放,会损坏电池的容量及寿命。

燃料电池

碱性燃料电池

与其它燃料电池相比,AFC功率密度和比功率较高,性能可靠。但它要以纯氢做燃料,纯氧做氧化剂,必须使用Pt、Au、Ag等贵金属做催化剂,价格昂贵。电解质的腐蚀严重,寿命较短,这些特点决定了AFC仅限于航天或军事应用,不适合于民用。

本文由金沙手机娱乐网址发布,转载请注明来源

关键词: