河北氢能源实训室建设工厂

作为能量转换装置的氢燃料电池根据电化学原理将储存在氢气和氧气中的化学能直接转化为电能。因此，其实际过程是氧化还原反应。氢燃料电池主要由4部分组成，即阴极、阳极、外部负载和电解质。氢气和氧气分别通过氢燃料电池的阳极流道和阴极流道进入电池内部，经过气体扩散后到达电极催化层。氢气在阳极上失去电子，电子通过外部负载流到阴极与氧气结合生成离子。氢燃料电池发动机系统组成：氢燃料电池系统由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统、电控系统组成。氢燃料电池的集成设计目标是将氢燃料电池零部件按照工作原理及设计要求，布置在氢燃料电池电堆周边合理的位置，通过支架、硅胶管和壳体机械结构将各个子系统零部件合理的连接起来，组成一个刚性整体，之后完成氢燃料电池发动机的集成。氢能技术的发展不只需要技术创新，还要考虑政策法规和市场环境等因素。河北氢能源实训室建设工厂

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。燃料电池电堆是发动机系统的关键部件，是燃料电池发动机的动力来源，对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆的主要材料包括膜电极、双极板、端板等，其中膜电极是燃料电池电堆的关键部件，对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响，膜电极又可以分为催化剂、扩散层、质子交换膜等。随着终端领域的推广，电堆产业发展快速。膜电极、双极板、质子交换膜虽然生产规模较小，但已有国产化能力。从国市场格局来看，行业目前属于寡头竞争，CR5占比50%。河北氢能源实训室建设工厂氢能技术可以提高能源利用效率，减少能源资源消耗。

在应用前景方面，我国节能与新能源汽车产业规划提出：至2020年氢燃料电池汽车应用规模超过2万辆，2025年达到10万辆，2030年达到100万辆。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》统计，全国22个地区有60多项氢能开发政策。预计到2050年，氢能将至少占领10%在中国终端能源系统，其中氢燃料电池商用车到2050年将达到160万辆，市场份额将接近37%，氢燃料电池乘用车到2050年市场份额将超过14%。这一系列的预测表明，氢燃料电池汽车的应用前景十分广阔。氢燃料电池客车将成为真正意义上的高效、清洁汽车，这是减少碳排放、节约化石燃料应用的重要手段，氢燃料电池的应用将有效改善人类生活空气质量，对环境保护及经济的可持续发展有重要意义。

氢气在一定的压力和温度下呈液态，常压时液态氢的密度是气态氢的 845 倍，占体积小。液氢的体积能量密度高，其单位热值约为汽油的 3 倍。与金属氢化物储存等其它方法相比，液氢储存时自身的质量较轻。液氢的添加和计量与传统液态燃料相似，液氢的这些特点有利于车用燃料的储存要求。但是，液氢对储存容器的绝热和安全性设计要求很高。液氢与环境温度相差很大，蒸发损失及将气态氢经高压低温变成液态氢损失使氢液的成本较大，难于大量建立供给站及在民用车辆上应用。所谓金属氢化物储氢，是先将特殊金属与氢反应生成金属氢化物，使用时再加热金属氢化物释放氢供作燃料。研究应用的储氢金属或合金主要有钛系、稀土系、镁系等。燃料电池是利用氢气发电的一种高效清洁能源技术。

考虑到燃料电池发动机自身的特点结合常用的可靠性评价指标,选定平均初次故障时间､平均故障间隔时间和平均修复时间三个指标｡（1）、平均初次故障时间，燃料电池发动机在初次故障前所运行的时间的平均值,单位为h｡（2）、平均故障间隔时间，燃料电池发动机发生相邻两次故障之间所运行时间的平均值,单位为h。（3）、平均修复时间，燃料电池发动机修复故障所用时间的平均值,单位为h｡质子交换膜燃料在平稳工作时寿命可以高达到100000h,但是在汽车应用中,往往无法达到上述期望值｡燃料电池汽车耐久性主要受燃料电池性能衰退和寿命极限影响｡燃料电池发动机寿命,以额定功率输出衰减到原来的90%的工作时间来评价,单位为h｡氢气存储稳定性较高，是储存可再生能源的有效手段之一。河北氢能源实训室建设工厂

氢能技术的发展需要解决生产成本高、储存和运输成本高等问题。河北氢能源实训室建设工厂

氢燃料电池汽车由电动机驱动，因此被归类为电动汽车。常见的缩写是 FCEV，是“Fuel Cell Electric Vehicle”的缩写，与 BEV 或“Battery Electric Vehicle”形成对比。氢燃料电池汽车与电动汽车不同，其自己发电不从外部电源充电的内置电池发电，而是拥有自己的高效动力装置——燃料电池。在 FCEV 的燃料电池中，氢气和氧气产生电能并将能量引导至电动机中进而产生动能，这个过程发生了反向电解，其中氢与燃料电池中的氧发生反应。氢气来自 FCEV 内置的一个或多个储罐，而氧气则来自环境空气。这种反应的一结果是电能、热量和水，它们通过废气以水蒸气的形式排放。河北氢能源实训室建设工厂