氫能應用之氫氧燃料電池（四）
日期：2019-1-17 發(fā)布者：鄭州碩豐精密機械有限公司，水燃料氫氧機
氫能應用之氫氧燃料電池，氫能源、氫氧燃料電池、水燃料氫氧機
四 低溫燃料電池系統(tǒng)
從前面介紹的燃料電池的特點來看，燃料電池實際不是“電池”，而是一個發(fā)電裝置一發(fā)電機。它需要由燃料供應系統(tǒng)、氧化劑系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及安全系統(tǒng)組成。
燃料供應系統(tǒng)給燃料電池提供燃料，如氫氣、天然氣、甲醇等。如果直接采用氫氣，這一系統(tǒng)就比較簡單，如果用化石燃料重整制取氫氣，系統(tǒng)就會相當復雜。
氧化劑系統(tǒng)主要是給燃料電池提供氧氣，可以直接使用純氧，也可能是用空氣中的氧。
發(fā)電系統(tǒng)是指燃料電池本身，它將燃料和氧化劑中的化學能直接變成電能，而不需要經過燃燒的過程，它是一個電化學裝置。
水管理系統(tǒng)：由于質子交換膜燃料電池中質子是以水合離子的狀態(tài)進行傳導，所以燃料電池需要有水，水少了，會影響電解質膜的質子傳導特性，從而影響電池的性能。由于在電池的陰極生成水，所以要及時地將這些水帶走，否則會將電極“淹死”，造成燃料電池失效。可見水的管理在燃料電池中至關重要。
熱管理系統(tǒng)：對于大功率燃料電池而言，在其發(fā)電的同時，由于電池內阻的存在，不可避免地會產生熱量，通常產生的熱與其發(fā)電量相當。而燃料電池的工作溫度是有一定限制的，如對PEMFC而言，應控制在80℃，因此需要及時將電池生成的熱帶走，否則就會發(fā)生過熱，燒壞電解質膜的嚴重事故。水和空氣是常用的傳熱介質。當然這一系統(tǒng)中必須包括泵(或風機)、流量計、閥門等。
電力系統(tǒng)：指將燃料電池發(fā)出的直流電變?yōu)檫m合用戶使用的電，如交流220V，50Hz等。
控制系統(tǒng)：是能及時監(jiān)測和調節(jié)燃料電池工況、遠距離數據傳輸的系統(tǒng)。
安全系統(tǒng)：由于氫是燃料電池的主要燃料。氫的安全十分重要，由氫氣探測器、數據處理系統(tǒng)及滅火設備等構成氫的安全系統(tǒng)。
當然，由于燃料電池的多樣性，用戶對象的不同，燃料電池的部分系統(tǒng)可能被簡化以至于取消。如微型燃料電池就沒有獨立的控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)原理圖參見圖3。
圖3 燃料電池發(fā)電系統(tǒng)
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