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車載燃料電池

現在國內外電動汽車的蓄電池主要有鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、鋅—空氣電池、銀鋅蓄電池、燃料電池等數種,其中燃料電池是近年來才出現的新事物,被許多人認為是一個發展方向,因為與其它電池比較,燃料電池具有功率密度高,工作溫度低、起動性能好,運動部件少,安全可靠,污染少,噪音低等多項優點。
燃料電池是一種直接將化學能轉換為電流的電池,它只需要氫和氧這兩種元素,利用這兩種元素通過媒介作用轉換為電流。氧氣可以直接以空氣中提取,關鍵是提取氫氣的方法。氫氣就要從汽油、甲醇、乙醇等燃料中提取,燃料電池(FuelCell)也因此得名。
燃料電池是怎樣產生電呢?首先從電解水談起。電解水可將水分解為氧和氫,這是一般化學知識。而燃料電池將這個過程反過來做,把氧和氫這兩種氣體化合成水份,並且將由此產生的能量直接轉換成電流。在這個過程中,這兩種氣體不能直接接觸,要用一層電解質將它們隔開。電解質是由經過鍍鉑處理的高分子箔片組成,並只允許兩氣體之一以帶電方式即離子形式通過電解質層,當離子為氫離子(質子),它的每一個質子留下一個電子,這樣在電解質的氫氣一側形成負電荷,而在電解質的氧氣一側形成正電荷,從而形成了一定的電壓,有電壓就有電流。
燃料電池做為現代汽車技術發展的方向,美歐日等發達國家十分重視燃料電池的發展。世界上第一輛燃料電池作動力的轎車是由奔馳汽車公司製造,於1996年5月在德國柏林向公眾展示。這款稱做「Necar」的轎車不會產生污染物,它向空中排放的是純水蒸氣,不含任何別的物質,甚至沒有二氧化碳,使用甲醇做燃料。而美國的Abl公司開發的燃料電池是使用汽油做燃料的,這種車載燃料電池動力系統是由汽油箱、轉化器、燃料電池、電動機組成。其中轉化器是將汽油轉化為氫氣的設備,把汽油加熱,直至處於汽化狀態,然後輸入一個有點火功能的金屬反應缸內,在低氧的狀下通過「不完全燃燒」來產生氫,然後將氫氣輸送到燃料電池。
由於燃料電池構造複雜,生產成本高昂而無法推廣。直至近年進行了一系列改進,燃料電池轎車在價格上與普通轎車相比約高10%-15%,已居有一定的發展價值。
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