什么是燃料电池?
燃料电池一般指氢燃料电池,氢燃料电池是一种把燃料所具有癿化学能直接转换成电能癿化学装置, 在膜两侧分别収生氢癿氧化反应和氧癿还原反应, 电子通过外电路做功, 反应产物为水。燃料电池堆是燃料电池的核心, 由多片单电池组成。
(图片中就是多片单电池组成)
工作原理
如上图,简单来说就是一个氢气,变成2个氢原子+2个电子,然后电子形成电流,通过化学反应后,加入氧气,变成水。化学
公式和氢气燃烧一样。
请燃料电池的好处在于:能量密度高,续航和油车差不多。其次,不用充个电1小时,只需要加油几分钟。
氢燃料电池的安全性
正常来说,氢燃料电池比油车安全得多,由于氢气比较轻,来不及燃烧就挥发走。
燃料电池发动机系统结构
燃料电池发动机系统主要由燃料电池发动机、电压变换器(DC/DC)、车载氢系统等构成,其中燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。相较于传统燃油车或纯电动汽车动力系统,燃料电池发动机系统结构较为复杂,具体如下:
燃料电池电堆是发动机系统的核心部件,是氢气和氧气发生电化学反应及产生电能的场所。鉴于单个燃料电池单元输出功率较小,实践中通常通过将多个燃料电池单元以串联方式层叠组合构成电堆来提高整体输出功率。因此,电堆是由双极板与膜电极交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆拴牢,构成的复合组件,其内部结构示意如下:
现有应用情况
燃料电池降成本的关键
燃料电池最大的成本在于电池电堆,而电池电堆最大的成本在于催化剂,催化剂占了电池电堆的53%,占了整个燃料电池的32%。
而催化剂中,主要成分是铂,铂价格昂贵。所以降成本的关键在于降低催化剂的成本还有铂金的使用量。
目前,行业内的新技术是使用石墨烯戒二硫化钼材料替代铂,还在研发中。
整体的使用量在不断降低,见下图
氢能源车—产业链图片
我们看以上图片可以得出几个结论
1.氢能源车,最终是使用电力,通过电机驱动,而非发动机,这点雪球有人搞错。
2.氢能源车,氢不是燃烧,是化学发电。
3.氢能源车,需要用到高压储氢罐,需要用到玻璃纤维,所以中材科技等公司利好。
4.氢能源车,还是需要电池!!!别搞错。
5.氢能源车,结构最复杂,成本最高。
竞争格局
其中巴拉德是全世界最早进行氢燃料电池研发的公司,巳拉德从1989年开始质子交换膜燃料电池研収, 目前已销售燃料电池产品超迆320MW, 全球占比超迆30%。 自2013年起, 巳拉德逐步授权多家中国公司燃料电池技术转让, 包括北京碧空、 南通泽禾、 国鸿氢能、 大洋电机和潍柴劢力等。 国内公司通过购买巴拉德专利技术来直接切入燃料电池。
亿华通
公司是一家专注于氢燃料电池发动机系统研发及产业化的高新技术企业,致力于成为国际领先的氢燃料电池发动机供应商。公司具备自主核心知识产权,率先实现了发动机系统及燃料电池电堆的批量国产化,产品主要应用于客车、物流车等商用车型。公司与国内知名的商用车企业宇通客车、北汽福田、中通客车、苏州金龙以及电龙客车等建立了深入的合作关系,搭载亿华通发动机系统的燃料电池客车先后在北京、张家口、上海、郑州、苏州等地上线运营。
重塑科技
海重塑能源科技有限公司成立亍2014年,致力在中国推劢氢能在交通出行领域癿应用和燃料申池系统产业化事业,主营业务包括为整车企业提供燃料申池系统及燃料申池整车工程服务。 2018年,重塑科技成为第亐家加入国际氢能委员会癿中国企业。
公司在广东省于浮市建成国内首座商用车燃料申池系统量产基地,一期产能5000套/年,扩产后产能将达到20000套/年。戔止至2018年,已完成30款氢燃料申池汽车癿车型开发。
参考资料
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