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燃料电池具有以下几个特点:
(1) 效率高
燃料电池按着电化学原理直接将燃料的化学能转换为电能,理论上它的整体热电合并效率可达90%以上。然而由于各种极化的限制,热电合并效率可达80%,实际的电能转换效率约在40%~60%之间。与其他任何形式的发电技术相比,平均单位质量燃料所能产生的电能都高(核能发电除外)。
(2) 噪音低
燃料电池结构简单,并且没有告诉运转机械,可以安静地将燃料的化学能转化为电能,实验证明,距离40kW磷酸燃料电池4.6m的噪音值为60dB。
(3) 污染低
当燃料电池以化石燃料来提炼富氢燃料作为燃料电池的燃料时,制取过程中二氧化碳的排放量比热机过程少40%以上,可以有效地减缓地球温室效应。其次,由于燃料电池所使用的的燃料气体在反应前必须脱硫,而燃料电池发电不经过燃烧,所以几乎不排放硫化物气体和氮化物气体,减轻了对大气的污染。当以纯氢为燃料时它的产物只有纯水。
(4) 原料广
对于燃料电池而言,只要含有氢原子的物质都可以作为燃料,例如天然气、石油、煤炭等气化产物,或是沼气、酒精、甲醇等,因此燃料电池非常符合能源多样化,可以减缓主流能源耗竭。
(5) 应用广泛
发电量由单节电池的功率和数目决定,不论发电规模大小均能保持高发电效率。目前发展中燃料电池所能提供的电力范围在1W~1000MW之间,包括可携带式电力、车辆电力、现场型汽电共生电厂、分散型电厂以及集中型电厂等。
除此之外,与传统电池比较,燃料电池还具有能量密度高、无需充电、使用时间长的特点。
三 燃料电池的种类
燃料蓄电池的种类很多,而且分类方式也各不相同,常用的分类方法是依照电解质性质不同来分类。分为:碱性燃料电池(Alkaline fuel cell—AFC)、磷酸燃料电池(Phosphoric acid fuel cell--PAFC)、质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell--PEMFC)、熔融碳酸盐燃料电池(Molten carbonate fuel cell--MCFC)、固态氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell--SOFC)等五种不同电解质的燃料电池。
如果依照其操作温度范围不同,一般将碱性燃料电池、磷酸燃料电池归为低温燃料电池;质子交换膜燃料电池则为中温燃料电池;熔融碳酸盐燃料电池和固态氧化物燃料电池则属于高温型燃料电池。基本上,燃料电池的温度影响了燃料电池电化学反应所使用触媒的种类,也影响所使用燃料的种类,不同种类的燃料电池对燃料处理成都的要求也不尽相同。
如果按照开发时间顺序,一般将磷酸燃料电池称为第一代燃料电池,熔融碳酸盐燃料电池称为第二代燃料电池,固态氧化物燃料电池称为第三代蓄电池。
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