氢燃料电池的能效比是多少?

经过:Gallagher Flinn
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最有效的能源来源是什么?

而不是像传统发动机那样燃烧燃料,而是氢燃料细胞通过电化学过程工作。为了产生电,在电解质膜的一侧将氢原子电离。当质子滑过时,电子必须在外部走很长一段路电路,在移动时创建电流。一旦电子到达另一侧并与质子配对,氢与空气中的氧气结合在一起,从而导致一点点的热和水作为副产品。

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高效氢

在基本层面上,该过程非常有效。取决于氢的类型燃料电池,效率比率往往平均超出上述过程释放的能量总量的60%。但是,用电解质膜的大规模氢燃料电池含有熔融碳酸盐或氧化物可以同时使用热量和热量生产以提高效率,高达85%。同时,根据美国能源部的数据,燃料电池汽车中使用的聚合物电解质膜(PEM)等便携式燃料电池的效率为50%至60%。

好的,但是与普通汽车相比如何?非常好。既酷了我们的汽车基本上都等于受控爆炸和液体恐龙的酷,内燃烧发动机都不是有效的。大多数汽油发动机不计算花费时间闲置,空气阻力和摩擦的能源损失,大多数汽油发动机损失了燃油能量的62%,只是浪费了热量。

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生产问题

但是,当您四处摆弄热力学和能源效率时,总会有一个捕获。就氢而言,这是生产问题。氢可能是宇宙中最丰富的元素,但是除非您想在太阳的表面掉落(带冷饮和厚实的鞋子!),否则您不会免费找到该元素。地球上的氢总是将其粘合到某物上,这意味着需要提取它,这是一个昂贵,耗时的过程,并且需要大量的能量。

目前,我们的大多数氢是通过电解产生的,或者是通过在称为的过程中从天然气中剥离的蒸汽改革。(天然气也是一种化石燃料。)虽然蒸汽重整是工业氢生产的最常见方法,但它需要大量的热量,并且效率低下。蒸汽改革产生的氢实际上的能量要比蒸汽重整开头的天然气少。另外,与氢燃料电池不同,该过程会产生污染 - 因此,仅将碳氢化合物本身用作燃料实际上更有效。

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但是,有希望。虽然我们仍然没有找到一种以便宜的方式获取氢气的可行方法,但情况越来越好。材料的成本正在下降,并且有几种可能更简单的方法来收集它,例如利用产生氢的藻类和使用垃圾填埋场中的甲烷。可以看到以氢为动力的未来,或者至少是地平线上的斑点。

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相关文章

  • Suplee,Curt。“不要很快赌氢车。”华盛顿邮报。2009年11月17日。(2010年7月28日)。http://www.washingtonpost.com/wpdyn/content/article/2009/11/16/ar200911161602668.html
  • 美国能源部。“先进的技术和能源效率。”燃油经济指南。2010年(2010年7月22日)。http://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml
  • 美国能源部。“挑战。”燃油经济指南。2010年(2010年7月22日)。http://www.fueleconomy.gov/feg/fcv_challenges.shtml
  • 美国能源部。“燃料电池车。”燃油经济指南。2010年(2010年7月22日)。http://www.fueleconomy.gov/feg/fuelcell.shtml
  • 美国能源氢计划。“氢燃料电池。”DOE燃料电池概况。2006年10月。(2010年7月22日)。www.hydrogen.energy.gov/pdfs/doe_fuelcell_factsheet.pdf
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