氢燃料电池汽车的环境效益分析(一)
责任编辑:hylng    浏览:4844次    时间: 2012-12-31 22:03:00      

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摘要:石油、煤炭、天然气燃烧产物主要是二氧化碳,造成地球温度逐年升高。同时,化石燃料中还含有杂质,特别是硫、氮、磷、砷等,燃烧产物酸性,造成大气污染和酸雨,而且还导致温室效应的加剧,刺激皮肤,引起哮喘等多种呼吸道疾病。我国的能源结构以煤为主(约占75%左..

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石油、煤炭、天然气燃烧产物主要是二氧化碳,造成地球温度逐年升高。同时,化石燃料中还含有杂质,特别是硫、氮、磷、砷等,燃烧产物酸性,造成大气污染和酸雨,而且还导致温室效应的加剧,刺激皮肤,引起哮喘等多种呼吸道疾病。我国的能源结构以煤为主(约占75%左右),且随着经济建设的迅速发展,能源的消耗量日益增加。

  针对这些情况,我们必须找到一种储量大、后续性强、热效率高、储存形式多的环保型清洁能源,氢能源正是这样一种优质能源。在石化燃料日益减少的情况下,我国能源本来就不占优势再加之人均资源占有不足,这就势必要求我国必须比其他国家更重视后续能源的开发利用,而汽车这种机动性强的现代交通工具只能采用“含能体能源”,所以氢能源无疑成为一个新兴的热点。

  一、氢燃料电池车的原理

  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。电子到达阴极板后,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、零污染汽车,氢燃料是完美的汽车能源!

  二、氢燃料电池车的环境效益分析

  1 氢燃料电池汽车的优势分析

  (1)从长远来看,汽车产业肯定要走一条可持续发展的道路,石油、天然气、煤炭等资源不可再生,终究会有枯竭的一天,人类最终必然要利用可再生能源或者替代能源。而氢的最大来源是水,特别是海水,根据计算9吨水可以生产出1吨氢(及8吨氧),氢气燃烧热值是28900千卡/公斤,而且氢与氧的燃烧产物就是水,因而,水可以再生。由此可见,以水为原料制氢,可使氢的制取和利用实现良性循环,取之不尽,用之不竭。氢作为汽车代用燃料具有良好的行进加速性、燃料适应性、低温起动性好、超低排放、全工况高效率等优点。

  (2)我国氢的来源极为丰富,技术水平也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法已形成规模。其中低价电电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法。另外,用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用,这可以降低氢能应用成本。

  (3)氢燃烧的产物是水,不会污染环境,真正实现了零污染的目标。

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