燃料电池系统是一种利用化学能转化为电能的装置,它以氢气、甲醇等为燃料,经过氧化反应产生电能,同时产生的是无害的水蒸气。与传统的锂电池等电池相比,燃料电池具有能量密度高、工作时间长、环保等优点,被广泛应用在汽车、航空航天等领域。
燃料电池系统主要由燃料电池、氢气贮存与输送系统、氧气输送系统、电池控制系统、电池辅助装置以及电池水循环系统等组成。
其中,燃料电池是燃料电池系统的核心,它通过化学反应将氢气、氧气等燃料转化为电能,同时产生水蒸汽等废物;氢气贮存与输送系统用于储存和输送氢气,包括压力容器、气体调节器、输送管路等;氧气输送系统则用于输送氧气,其中包括氧气输送管路和空气处理装置;电池控制系统负责管理燃料电池系统的电压、电流和温度等参数,以确保其稳定运行;电池辅助装置可以提供启动、点火、加热等辅助功能;电池水循环系统则直接影响到燃料电池系统的运行效率和性能,主要包括空气水分离器、水泵等组件。
与传统车辆内燃机驱动的汽车相比,燃料电池驱动的汽车具有以下优点:
首先是能源利用率高。相比传统汽车燃烧汽油、柴油等化石燃料,在燃料电池系统中,燃料反应产生的氢气等废物可以再次被利用,使得能源的利用率提升到了60%以上,相比内燃机驱动的汽车高出30%以上。
其次是环保性好。燃料电池系统的废物只有水和少量的二氧化碳,不存在其他有害物质的排放,具有良好的环保性。
第三是工作时间长。燃料电池驱动的汽车的系统工作时间长,一次充氢可以行驶500-600公里以上,可满足日常行驶需求。
燃料电池系统最常见的应用领域是汽车领域。燃料电池汽车具有高效、环保等优点,被认为是未来汽车发展的趋势。
此外,燃料电池系统还广泛应用于航空航天、船舶、铁路交通、舞台音响等领域,并且被用于独立发电、应急备用电源等领域。