氫能應(yīng)用之氫氧燃料電池（四）
日期：2019-1-17 發(fā)布者：鄭州碩豐精密機(jī)械有限公司，水燃料氫氧機(jī)
氫能應(yīng)用之氫氧燃料電池，氫能源、氫氧燃料電池、水燃料氫氧機(jī)
四 低溫燃料電池系統(tǒng)
從前面介紹的燃料電池的特點(diǎn)來看，燃料電池實(shí)際不是“電池”，而是一個(gè)發(fā)電裝置一發(fā)電機(jī)。它需要由燃料供應(yīng)系統(tǒng)、氧化劑系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及安全系統(tǒng)組成。
燃料供應(yīng)系統(tǒng)給燃料電池提供燃料，如氫氣、天然氣、甲醇等。如果直接采用氫氣，這一系統(tǒng)就比較簡單，如果用化石燃料重整制取氫氣，系統(tǒng)就會相當(dāng)復(fù)雜。
氧化劑系統(tǒng)主要是給燃料電池提供氧氣，可以直接使用純氧，也可能是用空氣中的氧。
發(fā)電系統(tǒng)是指燃料電池本身，它將燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接變成電能，而不需要經(jīng)過燃燒的過程，它是一個(gè)電化學(xué)裝置。
水管理系統(tǒng)：由于質(zhì)子交換膜燃料電池中質(zhì)子是以水合離子的狀態(tài)進(jìn)行傳導(dǎo)，所以燃料電池需要有水，水少了，會影響電解質(zhì)膜的質(zhì)子傳導(dǎo)特性，從而影響電池的性能。由于在電池的陰極生成水，所以要及時(shí)地將這些水帶走，否則會將電極“淹死”，造成燃料電池失效。可見水的管理在燃料電池中至關(guān)重要。
熱管理系統(tǒng)：對于大功率燃料電池而言，在其發(fā)電的同時(shí)，由于電池內(nèi)阻的存在，不可避免地會產(chǎn)生熱量，通常產(chǎn)生的熱與其發(fā)電量相當(dāng)。而燃料電池的工作溫度是有一定限制的，如對PEMFC而言，應(yīng)控制在80℃，因此需要及時(shí)將電池生成的熱帶走，否則就會發(fā)生過熱，燒壞電解質(zhì)膜的嚴(yán)重事故。水和空氣是常用的傳熱介質(zhì)。當(dāng)然這一系統(tǒng)中必須包括泵(或風(fēng)機(jī))、流量計(jì)、閥門等。
電力系統(tǒng)：指將燃料電池發(fā)出的直流電變?yōu)檫m合用戶使用的電，如交流220V，50Hz等。
控制系統(tǒng)：是能及時(shí)監(jiān)測和調(diào)節(jié)燃料電池工況、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。
安全系統(tǒng)：由于氫是燃料電池的主要燃料。氫的安全十分重要，由氫氣探測器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及滅火設(shè)備等構(gòu)成氫的安全系統(tǒng)。
當(dāng)然，由于燃料電池的多樣性，用戶對象的不同，燃料電池的部分系統(tǒng)可能被簡化以至于取消。如微型燃料電池就沒有獨(dú)立的控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)原理圖參見圖3。
圖3 燃料電池發(fā)電系統(tǒng)
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