绿色动力新潮流——燃料电池

2009年10月28日17:26:36
跟着动力严峻、油价攀升，环境污染严峻，节能环保成为人类不懈努力的方向。燃料电池以其效率高、零污染、运用便利等特色进入人类的视界，在许多范畴的运用也应运而生，成为人们注重的热门。
      作业原理
      1839年英国的Grove发明晰燃料电池，并用这种以铂黑为电极催化剂的简略氢氧燃料电池点亮了伦敦演说厅的照明灯。燃料电池（FuelCell），是一种将氢和氧的化学能通过电极反响直接转化成电能的设备，含有阴阳两个电极，别离充溢电解液，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成（见图1）。氢气由燃料电池的阳极进入，氧气（或经催化剂的效果，阳极的氢原子分解成两个氢质子与两个电子，质子被氧“招引”到薄膜的另一边，电子则由外电路构成电流后，抵达阴极。在阴极催化剂效果下，氢质子、氧及电子，发作反响构成水分子，因而水是燃料电池仅有的排放物。

          图1 燃料电池作业原理

      DMFC——便携式设备的绿色动力
      燃料电池品种繁复，直接甲醇燃料电池（DMFC）在便携式设备中的发展潜力巨大。直接甲醇燃料电池以液态甲醇为燃料，体积能量密度约为液态氢的3～4倍，操作温度在80℃，贮存与运送远较氢气便利及安全，且获得简单，成本低、体积小、分量轻，因而更契合便携式电子产品的需求。
      DMFC体系由四部分组成：由数片燃料电池堆叠成的燃料电池本体，包含电力转化、动力办理操控、湿度操控、负载操控等元件的电能操控体系，燃料供给与水、热办理元件等周边设备，首要构成元件是担任甲醇燃料运送的压力泵、电扇、送风机、监控甲醇浓度的传感器，以及包含甲醇燃料罐及纯水罐燃料供给体系。为习惯便携式设备的运用，直接甲醇燃料电池还可细分为自动式直接甲醇燃料电池与被动式直接甲醇燃料电池两种。前期开发多会集在自动式DMFC，但由于甲醇水溶液的循环体系较为杂乱，体积分量不易减缩，被动式DMFC也渐被注重。[fenye]
      现阶段，用于便携式设备的燃料电池的不断出新：2008年4月在美国亚特兰大举行的便携式产品燃料电池大会（Small Fuel Cells 2008）期间，夏普表明现已在直接甲醇燃料电池方面获得相当大的前进，其DMFC完成超高密度的容量，与一般的锂电池比较，相同的密度下容量提升了5倍，将面向PDA、笔记本电脑、手机、数码相机等消费电子市场。索尼研发出的超小混合燃料电池相同具有颠覆性，巨细仅为50mm×30mm，集成了燃料电池和传统电池以及操控电路，该电池体系相同以甲醇为燃料，能够满意大流量的移动设备供电需求。一起，各大公司不断进行新技术新材料的研发，三星公司针对手机研发出水燃料电池，只需加水就能够作业，并称其续航时刻比一般充电电池长一倍，估量于2010年投入市场从短期来看，燃料电池或许最早会在移动电源范畴获得商业化的成功。跟着各项科技的前进，品种繁复的便携式电子用电设备让人眼花缭乱，传统电池容量的进步与电子设备节电规划也不能满意人们关于功能强大的电子设备的耗电需求，质子交流膜燃料电池和直接甲醇燃料电池将会在这一范畴大有作为。作为移动电话、个人数字设备(PDA)、便携式摄像机、笔记本电脑、电动玩具等的电源，燃料电池将创始一条商业化运用的路途。燃料电池在这一范畴现已显现了其优越性，参加燃料能够使电子设备作业更长时刻，是具有很高能量密度的锂离子电池的数倍。并且，选用加注燃料的办法对电池进行“充电”，便利快捷，不需要通过二次电池所必需的动辄数小时的电化学充电进程。近几年，燃料电池在移动设备的运用方面格式现已逐渐明亮，代表了下—代移动电源的发展趋势。。
在未来的若干年里，燃料电池的需求将会日新月异。依据业内人士达观估量，到2010年将会有上百万户家庭运用燃料电池作为家庭电源，将有数万辆燃料电池车在路途行进。到那时，燃料电池将在全世界约有100亿美元左右的市场规模。