
维基百科帮助我们了解了这一点“燃料电池是一种电化学电池,其通过氢燃料与氧气或其他氧化剂的电化学反应将化学能从燃料转换为电力”。现在我不了解你,但如果我不在这个行业,那么我就会绝对不知道那个实际意味着什么。因此,我们认为在没有化学中的博士学位,我们可能是一个好主意。
我们可以用燃料电池做什么?
由于其紧凑,高效率,轻质设计和缺乏活动部件,因此已经使用了多年来在航天器上生产电能的燃料电池。在只能被描述为非常酷的空间科学,燃料电池反应产生的水甚至可以被宇航员用作饮用水。这就是这个技术的干净。
在稍微更多的陆地前线,制造商正在开发用于汽车和其他车辆的燃料电池。虽然他们的许多人正在进行示范,并且让每个人都兴奋,截至2015年的两辆燃料电池车辆,用于商业租赁和销售有限:丰田Mirai和现代IX35 FCEV。不像其他电动汽车在美国,燃料电池汽车在加油之间有更长的行驶距离,并且可以在5分钟内加油。巴士也在进行改造,用的是燃料电池巴士俱乐部为燃料电池巴士的试验提供全球合作努力。
人们对主流燃料电池汽车的经济可行性肯定会产生怀疑。埃隆·马斯克(Elon Musk)是著名的特斯拉(Tesla)和澳大利亚的巨型电池制造商,他对氢的生产、运输和储存效率低下以及气体可燃性表示严重担忧。
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燃料电池如何工作?
一个燃料电池是一种通过化学反应发电的设备的名称。他们是由氢和氧气,要求工作。这一切都是关于将氢气中的化学能转换为电力
要想成为一个合格的燃料电池,它必须有两个电极,称为阳极和阴极,这两个电极之间的反应发生和能量产生。你还需要电解质,你可能隐约知道,它是你在宿醉或不适时失去的东西(我先假定你是在宿醉或不适时失去的)。事实上,电解质是一种溶解时能产生导电溶液的物质;在燃料电池中,电解质的作用是将带电粒子从一个电极带到另一个电极。它也为这种类型的燃料电池提供了名称- PEM(质子交换膜)。它的特别之处在于它能让质子几乎不受阻碍地通过,而电子却被阻挡。这意味着,当它被氢原子撞击时,它会把它们分裂成质子和电子(请听我说,尽量不要有创伤性的学校科学课闪回)。质子直接指向阴极,但电子被迫走更长的路线——它们通过一个外部电路,产生我们需要的能量,让我们烧开水壶或观看UKTV Gold频道上的《舞动至上》(Strictly Come Dancing)重复节目。当它们与质子相遇并结合的时候结果就只是H2O了。
你可能想知道是什么让燃料电池与电池如此不同。电池将有限的化学物质储存在电池内,而燃料电池则需要连续的氢和氧来维持化学反应。因此,只要燃料和氧气供应都是恒定的,燃料电池就可以持续地发电。
为什么人们对燃料电池这么感兴趣?
燃料电池与其他形式的能源生产相比,发电有很多固有的好处,尤其是在不燃烧氢(或其他燃料)的情况下发电。当然,任何可以产生能源的技术,其排放量只相当于一水和少量的热量,对我们来说都是没问题的!
与内燃机不同,燃料电池没有移动部件,导致更简单且更可靠的能量源,其相对紧凑地用于产生的能量。还有一些涉及的培养益处 - 许多发动机类型将受害者成为被称为“热瓶颈”的东西,这是第二律热动力学的直接后果。通过直接将化学能转换为电能,避免这种瓶颈,显着提高了效率。
地球上有大量的水,它们可以被分解——用电——产生氢(和氧)。这一过程被称为电解,许多大型燃料电池发电项目也在现场维护其设施。
燃料电池技术进展如何?
在英国,我们仍然在争论天然气还是核裂变作为未来几十年的基本能源负荷。我们正在缓慢地将可再生技术引入其中,但速度相当缓慢——目前只有10%的总能源供应来自可再生资源。事实上,我们还需要许多年的时间才能让这些方法获得回报,而且似乎离扩大燃料电池技术的规模甚至被视为一种可行的基本能源生产方法都还很远。
我们正在弥补巨大的进步!最近作为上周科学基于中频温度的廉价,强大的新型燃料电池报道,这可以提高丰富的绿色能源的前景。大多数燃料电池在温度下运行过热或太酷,无法以合理的价格制作。低运行温度使得必要的化学反应缓慢,需要使用昂贵的金属催化剂来加速它们,但高效温度要求它们由可以处理飙升的昂贵金属合金构建。最近的发展表明,我们可能会更接近金发姑娘的工作温度,这将大大提高燃料电池前进的潜力。
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