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燃料电池电动汽车是怎样的工作原理？

工作原理

燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。

发电的基本原理是: 电池的阳极( 燃料极) 输入氢气( 燃料) , 氢分子( H2) 在阳极催化剂作用下被离解成为氢离子( H+ ) 和电子( e-) , H+ 穿过燃料电池的电解质层向阴极( 氧化极) 方向运动, e-因通不过电解质层而由一个外部电路流向阴极; 在电池阴极输入氧气( O2) , 氧气在阴极催化剂作用下离解成为氧原子( O) , 与通过外部电路流向阴极的e-和燃料穿过电解质的H+ 结合生成稳定结构的水( H2O) , 完成电化学反应放出热量。这种电化学反应与氢气在氧气中发生的剧烈燃烧反应是完全不同的, 只要阳极不断输入氢气, 阴极不断输入氧气, 电化学反应就会连续不断地进行下去, e-就会不断通过外部电路流动形成电流, 从而连续不断地向汽车提供电力。与传统的导电体切割磁力线的回转机械发电原理也完全不同, 这种电化学反应属于一种没有物体运动就获得电力的静态发电方式。因而, 燃料电池具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点, 这确保了FCV 成为真正意义上的高效、清洁汽车。

燃料电池电动汽车的优点

（1）排放几乎为零

燃料电池采用的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水。它本身工作不产生CO和CO2 ，也没有硫和微粒排出，没有高温反应，也不产生NOx 。如果使用车载的甲醇重整催化器供给氢气，仅会产生微量的CO和较少的CO2 。

（2）能量转化效率高

燃料电池的能量转换效率可高达60%～80%，为内燃机的2～3倍。

（3）寿命长

燃料电池本身工作没有噪声，没有运动性，没有振动，其电极仅作为化学反应的场所和导电的通道，本身不参与化学反应，没有损耗，寿命长。

（4）燃料来源广泛

氢燃料来源广泛，可以从可再生能源获得，不依赖石油燃料。

燃料电池的种类繁多，通常可以依据其工作温度、燃料种类、电解质类型进行分类。按工作温度，燃料电池可分为高、中、低温型三类。工作温度从常温至100℃为低温燃料电池；工作温度100℃～300℃为中温燃料电池；工作温度在500℃以上为高温燃料电池。按燃料来源，燃料电池可分为两类，第一类是直接式燃料电池，即燃料直接使用氢气；第二类是间接式燃料电池，其燃料是通过某种方法把氢气（H2）、甲烷（CH4）、甲醇（CH3OH）或其他烃类化合物转变成氢或富含氢的混合气供给燃料电池。按电解质划分，燃料电池大致上可分为五类：①碱性燃料电池（AFC）。②磷酸型燃料电池（PAFC）。③固体氧化物燃料电池（SOFC）。④熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）。⑤质子交换膜燃料电池（PEMFC）。

燃料电池电动汽车的缺点

目前大部分氢燃料电池的综合能量转化率，远没有纯电动高，如果是可再生方法，效率一般较发电更低，相比纯电动是能源的浪费，会增加行驶成本。氢燃料电池车一个大问题便是如何加注氢气。即使在美国大力发展零碳排放汽车、支持加氢站建设的加利福尼亚州，情况也不容乐观。据报道，加州的燃料电池车车主经常抱怨加氢站无法工作或处于维修关闭状态，导致他们的用车困难。

在基础设施方面，加氢站较充电站更难推广，且成本更高，设施建设难度大。

底盘布置

燃料电池动力总成包括: 氢气罐总成、蓄电池总成、燃料电池堆总成、动力输出系统总成等。其中, 储氢罐一般放置于底盘的中部, 或后排座椅的下方空间(传统内燃机轿车的油箱位置) , 将氢气罐分散存储。除了燃料电池动力总成外, 对汽车制动总成、前后悬架总成及轮胎等方面也应作相应的调整和测试。特别是随着轮毂电机技术的发展, 使燃料电池汽车在电动机的放置有了新的选择, 增大了汽车内部空间。而各电动轮的驱动力也可直接控制, 提高恶劣路面条件下汽车的行使性能。底盘布置应把绝大多数的负载均匀分配在底盘的前后端, 降低车辆的总体重心, 使轿车具有良好的操控性能, 并改善车辆的整体安全性。

如何做微生物燃料电池处理废水的实验装置及其测试系统

本作品是一套将生物化学能转化为电能的装置。装置分为三部分，分别为圆柱型微生物燃料电池，微生物燃料电池控温装置和微生物燃料电池测试仪。 其中，圆柱型微生物燃料电池是双室燃料电池，结构紧凑、利于扩展及放大。控温装置能使整个燃料电池处于恒温。测试仪器的硬件主要包括数据采集卡，数据处理芯片和电源，能随时跟踪测试电池的各种电化学性能参数。

在燃料电池测试中，如何能控制燃料电池的电流密度？

燃料电池确定之后，面积也就确定了。燃料电池电密的控制也就转换成了电流的控制。燃料电池的电流是根据负载变化实现的。但是是否能达到需要的电流根据供给供给系统控制实现

具体可参考基于氢探PowerECU得氢燃料电池控制系统开发与设计

氢能源燃料电池压装机的工作原理是什么？

氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢，水的储量很大，又比较低廉；氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，1千克氢燃烧产生的热量相当于3千克汽油或4.5千克焦炭的发热量。但是，在应用中，氢的存储与运输以及利用太阳能分解水制取氢，一直是制约氢能发展的瓶颈。

再说燃料电池。它是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置，从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”，而是一个小小的“发电厂”。燃料电池也有多种类型，经过多年的探索，最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是：将氢气送到负极，经过催化剂（铂）的作用，氢原子中两个电子被分离出来。这两个电子在正极的吸引下，经外部电路产生电流。失去电子的氢离子（质子）可穿过质子交换膜（即固体电解质），在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水（蒸汽）带走，燃料电池就可以不断地提供电能。

目前，对氢能源的利用主要是氢燃料电池。它不同于电能车的显著特点是其没有笨重的电池负荷，并且行驶里程没有电能驱动汽车的限制。因此，氢燃料电池可以说是一种极佳的驱动动力。

2016年亚南膜电极研发中心在已建立高水平的膜电极研究开发和测试平台，拥有超声喷涂机、热压机、压力试验机、单电池测试台、大功率电堆及发动机系统两用测试台、大型制氢机等全套相关专用设备，亚南本身还拥有激光切割机等智能数控通用设备。人才队伍建设上，亚南燃料电池研发团队与华南理工大学、上海交通大学、厦门大学、福州大学等科研院校合作研发。

什么是氢燃料电池？

氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置。

氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。

氢燃料电池汽车的优点

折叠节能环保性能优：纵观氢燃料电池整个运行过程中，除了消耗氧气和空气之外，没有其他的能源消耗，没有加油也没有充电，节能性能毋庸置疑。同时氢燃料电池堆栈在生产电能的过程中只产生水，因此其最大的优势就是真正的实现了零排放目标。

折叠容易实现：燃氢发动机的实用化相对容易实现，传统内燃机结构只需稍加的改动就可以燃用氢气，而且可以充分利用全球现存的车用发动机生产线路和配套设施，因此是目前车用发动机氢能应用解决方案中最具经济性和使用最广泛的。

以上内容参考  百度百科-氢燃料电池

燃料电池测试系统都是包含哪些东西

Fideris系列产品是一个包括了实体检测和评估的所有方面的完整的测试系统。它采用了模块式的、即插即用式的配置方式，提供很高的灵活性和多样性，可以购买新的模块实现系统扩展。例如，如果客户已经购买了一套2气质子交换膜燃料电池测试系统，而客户后来的科研要求对甲醇进行测试，则可只购买fideris的液体供给模块，即插即用，与以前系统完美组合而变成一套2气1液质子交换膜燃料电池测试系统。可以测氢以及甲醇。这种简易的扩展模式，使用户以最低的成本实现系统升级。简而言之，专利的模块化设计以及控制软件使Fideris产品用户的投资长期有效。

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