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燃料电池在船舶上的应用事例

时间:2022-09-17 19:33 点击:176 编辑:邮轮网

本篇文章给大家谈谈《燃料电池在船舶上的应用事例》对应的知识点,希望对各位有所帮助。

本文目录一览:

不只于氢能汽车,盘点2019年国内外氢能应用最新突破

自2015年丰田推出氢燃料电池汽车Mirai后,氢能再一次进入公众视野。在氢能的应用方面,根据普氏能源(PlattsAnalytics)数据,2019年的氢气用途主要用于精炼(3850万吨)与制氨(3330万吨),还有475万吨用于其他用途,市场总需求共约7600万吨。

除开传统的精炼与制氨用途,目前无论国际还是国内,均以氢燃料电池为主要的表现形式,其中又以氢燃料电池汽车为落地应用,因此造成了“提氢能必提氢燃料电池汽车”的现象。国内各地发展氢能产业,也基本以氢燃料电池汽车作为载体,示范应用几乎全部都是氢燃料电池汽车。

氢能的应用十分广泛,可以大规模用于电力、石化、航空、航天、航海、石化、工业气体等等各种领域,是一个没有上限的产业,不应该只给民众留下一个“汽车”的单调印象。

氢云链整理了2019国内外在氢能应用上取得的应用突破,并简要介绍国外的氢能应用发展案例,希望能够展现一个丰富多彩的氢能社会和氢能经济。首先是国内方面的应用。

储能电站

氢燃料电池与电力行业有天然的密切联系。储能项目近年来成为电网建设的热门方向,但国内已经建成或在建的电化学储能项目几乎都是基于锂离子电池体系,燃料电池的身影并不常见,大容量氢燃料电池储能项目更是在2019年才实现了突破。

2019年8月,安徽省六安市1MW分布式氢能综合利用站电网调峰示范项目在金安经济开发区成功签约。该氢能源储能项目由国网安徽综合能源服务有限公司投资建设,六安明天氢能公司合建,总投资5000万元,占地10亩。该项目主要建设1MW分布式氢能综合利用站,是国内第一个兆瓦级氢能源储能电站。

氢能电站项目是电网调峰的新模式,是能源综合利用的新途径,对氢能产业和能源互联网的发展均有重要意义,已被国家电网列入2019年科技项目指南,在全国具有典型的示范宣传效应。

氢能自行车

共享模式有利于扩大产品应用规模,并同时降低消费者的体验成本。国内有厂商根据氢燃料电池目前成本高的特点,将共享经济模式使用在了氢能产业上,尝试通过共享氢能自行车推广氢能应用。

2019年10月,永安行正式推出氢能助力自行车。永安行氢能源助力自行车全车30公斤左右,续航总里程目前是60公里,未来将达到100公里,氢燃料加气3分钟左右完成。

12月20日,永安行科技股份有限公司正式向部分体验者开放共享氢燃料电池助力车,据永安行介绍,这也是全球首款氢燃料电池助力车。

氢能摩托车

有自行车自然就有摩托车。2019年4月,摩托车巨头宗申动力广州氢能与燃料电池及加氢站设备展览会上展出了一款氢燃料电池摩托车发动机,但并未展出整车产品。截止目前,宗申动力仍未推出燃料电池摩托车整车产品

此外,在2020年1月,安徽省淮北市伯化氢能也推出了“氢风侠”氢能摩托车。在具体参数方面,最大功率800W,最高时速60km/h,加满氢气可以续航100公里,充满氢气只需15分钟,若采取换瓶方式,更换一个氢气罐只需30秒!

现氢能动力船舶

航运有典型长途、重载的特征,在船舶电动化上,氢能有独到的应用优势。近年来,国际上正在逐步加大对氢燃料电池船舶的应用研究

2019年12月,中船集团在展台举行了全国首台500KW级船用氢燃料电池系统的首发仪式。据负责研发的武汉船用电力推进装置研究所相关负责人介绍,该系统由船用燃料电池发电模块、船用燃料电池监控装置、船用有机液体制氢装置组成,每升有机液体可制氢50-80克、可靠性好、集成度高、补给便捷,适用于各类船型,补给时间小于1小时,可续航200-500公里。

“与储能量同样10MWh的锂电池方案相比,船用氢燃料电池系统的重量从100吨减至30吨,占地面积从300平方米减至50平方米,补给时间从4-8小时缩短至1小时,而成本基本持平。”该负责人在首发仪式上透露,以船长21米、航速8节、储能380KWh的新疆天池游船为例,采用该系统后续航力可达4小时。

氢能炼钢

2019年蒂森克虏伯启动了全球第一例氢能炼钢实践项目,标志着钢铁产业步入了新的时代。国内的宝武集团、河钢集团、酒钢集团等钢铁企业在2019年都发布了氢能炼钢相关的规划,其中以宝武集团的“核能制氢+氢能冶金”最为令人瞩目,据了解,宝武集团已经初步确定了氢能炼钢的选址,不久将开展氢能炼钢的实践。

此外,河钢集团与特诺恩集团签订协议,携手发展氢能冶金,酒钢集团则成立了氢冶金研究院。国内氢能冶金领域将紧跟国际步伐。

氢能轨道车

11月29日,世界首条商业运营氢能源有轨电车——高明氢能源有轨电车上线仪式举行。据介绍,有轨电车的最高运行时速为70公里,最大载客量可达360人。线路初期配备了5辆有轨电车,车辆为100%低地板的现代有轨电车,车辆的续航能力能达到100公里。此外,有轨电车每侧设置6个双开门,每列车安装6个储气瓶,储氢瓶额定工作压力为35MPa,储氢量为20千克。

天然掺氢

9月30日,国家电投2019年重点项目--朝阳可再生能源掺氢示范项目第一阶段工程圆满完工。该项目是国内首个电解制氢掺入天然气项目,通过验证电力制氢和氢气流量随动定比掺混、天然气管道材料与氢气相容性分析、掺氢天然气多元化应用等技术的成熟性、可靠性和稳定性,达到全面验证示范氢气"制取-储运-掺混-综合利用"产业链关键技术的目的,打破国外技术垄断,填补国内天然气管道掺氢规范和标准的空白。

氢能叉车

目前最大规模的移动燃料电池应用,并非乘用车、也并非客车或卡车,而是叉车。在美国,有超过2.6万台燃料电池叉车正在安全地运营,而国内在燃料电池叉车上仅有极少数的样品,市场上的产品更是空白。

2019年11月,清大股份与深圳汽航院在高交会场签订了战略合作框架协议。根据协议双方将在新能源智能汽车领域的战略研究、技术需求、协同研发等方面展开深入合作,并成立全国首个“燃料电池智能叉车联合创新中心”。该中心将汇聚国内外高端燃料电池智能叉车产业创新资源、产业资源,率先打造中国首款燃料电池智能叉车。

氢医疗仪器

氢医学研究已经越来越得到医疗领域关注,至今全世界发表的有关氢医学论文已超过13000多篇,已成为最有应用前景的先进医疗手段,日本厚生省在2016年已经认定氢医疗为先进的医疗手段B类进入医疗体系。

在CMEF2019上,展出了一台“氢氧气雾化机”,该设备将纯水电解产生氢氧混合气供人体吸入,对各类慢性疾病的防治具有辅助作用,改善人们的健康状况。

“这是一台世界首创的氢氧气雾化机,具有体积小、产气量大的优势。氢分子医学落地到临床作为呼吸设备是中国人首先提出的,希望能够进入千家万户,为老百姓的健康事业作出贡献。”设备厂商工作人员这样说道。

目前,氢氧雾化机已经获得三类医疗器械批号,具备了在医疗机构也就是在医院中给住院患者使用的资格,并在武汉抗击新型冠状病毒肺炎的战役上提供了支援。

除了上述的国内氢能方面的应用之外,在国外氢能应用也非常广泛,具体详情如下:

电动汽车充电器

2019年底,英国AFC公司推出世界上第一款基于氢燃料电池技术的电动汽车燃料电池(EVFC)充电器CH2ARGE。该方案将燃料电池产生的能量传输到EV充电器的逆变器,通过燃料电池将储存在现场储罐中的氢气用于为40kW电池充电,并将能量输送到电动车辆。

家用氢能锅炉

日本的家用天然气燃料电池锅炉已经应用多年,但家用氢能锅炉却迟迟未能投入使用。

2019年6月25日,世界上第一台氢动力家用锅炉将在荷兰Rozenburg的现实生活中投入运行。该锅炉由BDRThermea集团开发,BDR是智能热舒适解决方案的领先制造商,其愿景是开发和生产几乎不含二氧化碳(CO2)排放的加热解决方案。

燃油加氢

在全球排放政策日趋严格的情况下,如何帮助存量庞大的内燃机减排成为迫在眉睫的问题,市场上出现了甲醇、生物乙醇等替代燃料解决方案,但由于各种原因,其推广情况并不十分理想。2019年,福特又退出了一个新的替代燃料方案,即使用加氢处理的植物油(HVO,HydrotreatedVegetableOils)。目前,福特已经批准在欧洲一些全顺面包车中使用加氢处理的植物油(HVO)。

液氢运输船

12月11日,日本川崎重工发布消息称,全球首艘液氢运输船从该公司位于日本神户港的船厂下水。这是世界上第一艘运输液化氢的海上运输船,其技术将极大地扩大绿色能源的货运能力。该运输船命名为“SUISOFRONTIER”。全长116米,总吨位约8000吨。计划2020年秋季前后竣工。

海上风电制氢

基于Q13a平台的PosHYdon项目是世界上第一个海上风电制氢项目,由荷兰多家企业、机构共同承担,以促进减排事业,在北海建立新的能源模式。NeptureEnergy的Q13a平台是荷兰北海首座完全电气化的油气平台,在PosHYdon项目中将被改造为制氢平台。集装箱式的制氢设备体积很小,绝大多数海上平台都可以容纳。目前阶段,平台电力暂时由陆地上的电网通过海缆连接供应(并按波动的海上风电发电量来模拟),未来将改由附近的海上风电场供应。

氢能小区

丰田汽车在即将开幕的2020年国际消费电子展(CES)前夕表示,丰田汽车公司将在日本富士山脚下建造一座175英亩的氢燃料电池来建造一座“未来之城”。该开发项目将在一个封闭的工厂现场建造,称为“编织城市”(WovenCity)。建筑物将主要由木材制成,将使用传统的日本木工结合机器人生产,屋顶将被光伏板覆盖,以产生氢能和氢燃料电池产生的电能。

于此同时,工程咨询公司Arcadis,概念开发商LiveFree和Hoogeveen市政府宣布建设荷兰的第一个以氢气为基础能源的住宅区:范德文庭院(VanderVeen)。这个小区的16栋建筑将配备太阳能电池板,低温供暖系统和储氢罐。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

潜艇用的动力燃料一般是什么?

真正长期地潜游于水下,以发挥其隐蔽的特。常规潜艇以柴电推进系统作动力,只能在水下航行几天就必须浮出水面,采用柴油机推动,同时给蓄电池充电,这对提高潜艇的隐蔽性极为不利。不能设想将所有的潜艇都采用核动力推进,也不能设想无限制地增大柴油机功率和蓄电池容量,因此,寻找不依赣空气的常规潜艇推进系统,一直是许多国家追求的目标。潜艇用AIP系统基本类型有:燃料电池、斯特林发动机系统、闭式循环柴油机系统和小型核动力装置。以上众多不依赖空气的动力装置中,哪种最有前途,未来的常规潜艇采用哪种最为合适,这要根据潜艇的使命任务和各种不依赖空气系统的性能、结构、体积(重量)、经济性、安全性等指标综合考虑才能决定。德国海军为了研制2000年以后新一代的常规潜艇,对已进入实用阶段的各种不依赖空气的推进系统的信号特征、艇主尺度、潜水深度、性能限制、燃料供应、维修、适应性、研制周期、研制经费和设备采购费等一系列性能、指标进行了分析比较,认为燃料电池和闭式循环柴油机最为优越。对这两种推进系统的性能参数和优缺点再作进一步的比较后.他们认为两种系统对新潜艇主尺度和排水量的增加、航速的下降,以及水下巡航距离与自持力的增加、暴露率的减少等影响不相上下,但燃料电池总功率高、热扩散小、噪声低、研制周期短、实用性更强。据资料估算,对于输出功率1MW的柴油发电机和燃料电池系统,整个使用期间费用均需560万英磅…,但燃料电池总功率高、热扩散小、噪声低、研制周期短、实用·陛更强,因此,德国海军决定支持在新一代的潜艇上发展燃料电池系统。燃料电池有以下优点:燃料电池是一种由化学能直接转换为电能的电解转换装置,系统除燃料/空气供给泵外,无转动机械部件;不会产生象柴油燃烧后所剩下的燃料残渣,因此,没有必要在潜艇上使用压缩机将残渣压出艇外,因而没有噪音据对美国40kW级燃料电池系统韵测定结果,距离10英尺处的噪声只有68dB_2J。红外特征弱,艇外不会有热迹,隐蔽性好。燃料电池输出直流电,可直接供电给直流推进电机,无需配置发电机和变压器等能量转换机构.因而也无机械能和电能的损耗,装置效率可高达50%~60%,而柴油发电机仅25%~35%…1,这样,可提高舰艇的续航力。图1所示为火电、核电和燃料电池三种发电方式的能量转换过程比较。由于燃料电池能量转换过程的直接性,使得它的转换效率大为提高氢氧燃料电池唯一的副产品是水及热量:水可以贮存利用,无需排污设备;燃料余热可以加以利用,几乎无热量损耗。整个系ZHONGWAICHUNBOKEJI总第28期中外船舶科技统结构紧凑。水在能量转换过程中作为反应产物保留在潜艇舱内,这样.可以确保系统的整个重量不变。燃料电池能量转换温度低,仅70一锅炉(燃烧)匡—蕊(棱反应)旋转(汽轮发电机)圈幽擞回丽图1火电、核电、燃料电池三种发电方式能量转换过程比较80℃,工作环境比较安全。固态燃料聚合物电池被认为是燃料电池的发展方向,它具有外型尺寸小、功率大、无腐蚀、使用寿命长等特点。以下对燃料电池的分类、电池原理以及燃料电池、储氢材料和氢储存系统的发展作一介绍。1燃料电池的分类燃料电池主要由能促使燃料(阳极)和氧化剂(阴极)起催化作用的电极和在两极之间传导离子的电解质等组成。由于燃料电池的工作条件(尤其是温度)和电极的成分在很大程度上取决于电解质,所以一般根据使用的电解质类型来对燃料电池进行分类。下面对几种燃料电池作一简介:(1)碱性燃料电池(AFC)该电池用含水的氢氧化钾(KOH)溶液作电懈液,以纯氢为燃料,以纯氧为氧化剂。碱性燃料电池为空间轨道飞行器提供电力。碱性燃料电池的工作温度121.1℃,效率为77%,也可用空气作氧化剂,但要求从空气中除去CO2。研制铝燃料电池是美国能源部的一个发展项目。(2)离子交换膜燃料电池(PEMFc)亦称固体聚合物燃料电池(SPFC)。该电池与其他电池的不同之处在于它采用碳氟化物离子交换膜作为电解质代替流动的电解液。工作温度低于100℃,室温下就可引出有用的电功率。此外,这种电池尺寸较小,重量较轻.经进一步发展后价格还可更加低廉。(3)固体氧化物燃料电池(SOFC)。该电池是一种紧凑的高温陶瓷装置,工作温度为1000℃。其效率随所用的燃料和氧化剂不同而变化,用碳氢化合物和氧时,效率为55%。(4)磷酸燃料电池(PAFC)该电池的工作温度约1767℃。用碳氢化合物燃料和液氧,效率为50%;用碳氢化合物和空气,效率则为41%。(5)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)该电池的工作温度约6489"C,效率为58%__65%,研制风险较低,但功率密度也低。熔融碳酸盐型燃料电池中,用固体氧化物作电解质的燃料电池在国外被称为第二代燃料电池。业已取得巨大进展并有希望商业化的,是可熔融碳酸盐型燃料电池,它与磷酸(盐)型相比有很多优点,如设计简单、成本低廉等。2燃料电池原理之所以称之为燃料,是因为能量的来源是一些可燃烧物质的化学能。经过电池内复杂的电化学反应,化学能直接转变为电能,电化学反应的最终产物和燃烧过程的最终产物相同。现代燃料电池的基本结构象普通电池一6ZHONGWAICHUNBOKEJI中外船舶科技1997年第1期样,也具有正、负两个电极以及电池内部传输电流所必需的电解质。燃料电池电解液由氢氧化钾或氢氧化钠的碱性溶液组成,也可由酸性溶液(如磷酸溶液)或各种能以氢氧离子、氢离子形式携带电流的陶瓷和聚台体组成。氢一空气燃料电池的结构及原理如图2所示。电动机圈2氢一空气燃料电池的结构及原理示意图氢和氧分别进入电池的阳极和阴极。氢在阳极发生氧化反应,生成氢离子和电子:t-h(气)一一2H+2一电子通过外电路驱动作功,最终到达阴极和氧与电解液在阴极发生还原反应,生成氢氧离子:1/42O+寺O2十2e~一一2OH一氢离子向阳极迁移.相遇而生成水:H++OH一一一H,O全反应过程如下:1H2(气)+÷02(气)~一H2O(27'U)燃料电池反应的特点是氢和氧直接进行化学反应,是唯一的消耗品,而电池本身并不参与。3燃料电池的进展燃料电池作为电池家族的一员,早在150年以前就已问世。1938年,科学家维利安·格罗布利用电解水的“逆反应”,首次将氢和氧还原成水和电流。只是因为受到当时科技水平的局限,试制出的燃料电池效率过低.体积过于庞大,无法应用于工业及日常生活中,使这项本来可以造福于人类的研究长期没有什么进展。到了本世纪50年代,科学家们为了寻求将燃料的化学能直接转化为电能,以提高转换效率,对冷落多年的燃料电池进行了多方面的探索,终于在1960年首次将其成功地用于美国的宇航领域。近20年来,能源危机和环保问题促使科学家们研究开发燃料电池技术的兴趣更趋浓厚,并已取得显著的成就。在美国,早期的燃料电池是专门为“双子星座和“阿波罗”宇宙飞船提供电力而设计制造的由于飞船在太空运行中,必须同时携带燃料电池所需的氢和氧,因而宇宙飞船上专用的燃料电池又称氢一氧燃料电池,它与氢一空气燃料电池工作原理完全相同.只不过前者是纯氧.而后者是空气中的氧。太空燃料电池中与电力共生的水是极纯的,无需处理就可为宇航员饮用。太空燃料电池造价极高,一是因为这种电池设计和制造要求十分严格,必须保证绝对安全;二是电池电极的催化剂(铂)价格昂贵。自从太空燃料电池应用成功以来,电池的结构设计又取得了很大进展,费用也不断降低。1973年.在美国通用公司的赞助和支持下.有6O座12.5kW的燃料电池投入大规模的实验,用以进行先进的气体能量转换研究的目的。潜艇燃料电池是在60年代宇航技术上ZHONGWAICHUN130KEJI7总第28期中外船舶科技成功应用燃料电池后才迅速发展起来的一种新型动力源。由于燃料电池适合用作潜艇的水下动力,因此受到各国海军的重视,很多国家都投入了大量人力和物力进行研究,其中美国、日本、德国、瑞典和法国等,都积极投入这一工作。美国是最早研究潜艇燃料电池的国家。1963年开始进行氢氧燃料电池反潜潜艇的研究。燃料电池使用由甲醇或氨制成的氢,曾经作了2600小时的陆上试验,后因美国的核动力政策,停建了常规动力装置潜艇,故停止了研制。法国阿斯通公司研制的一种联氨一过氧化氢燃料电池其反应物分别溶于稀薄的氢氧化钾中,电池依靠电解液的循环工作。由于它采用齿轮泵输送电解液,噪音很大。此外,联氨和过氧化氢的运行费用高,所需电解热量大.所以潜艇上应用比较困难。日本曾用了大量经费开展潜艇燃料电池的研制,从1969年起研究氢氧燃料电池,主要研究艇内氢气重整系统、氢源的储存和循环系统,但困中间试验体积过大和过于复杂等技术上的原因,致使研究中断。晟后提出八种制氢方案,但仅停留在陆上试验阶段。德国对燃料电池的研究一直没有停止,而且取得重要进展。德国工业集团经过初步技术设计,便开始研制各种水下系统。在潜艇舱内通过低温合金态氢化物,贮存大量的氢,在冷冻箱中贮存大量的氧,是一个全新的技术突破。1980年,德国IKL公司、霍互兹船厂、费斯塔尔和西门子公司组成一个工业集团,决定在燃料电池的基础上,发展一种混合推进系统。在这种系统中,氧以液态氧(一180℃)的形式贮存在耐压容器中,氢则存在于(Fe/Ti)合金的氢化合物中目前,最有发展前途的仍然是2o年前预测过的碱性、低温、氢氧型电池。直到现在,研究工作取得效果最好的是德国,1980年开始进入研制实用产品阶段。用氢气和氧气作为燃料,燃料电池组有六块电池,每块电池有70个电池对,功率为7kw。1984年进行了陆上试验,表明电池是安全可靠的。1987年开始用它改装205型U1潜艇,1988年进行了6个月的海上运行,输出功率为1OOKW,速度5kn。试航结果表明.燃料电池发出的直流电,可不经过变压器而直接供电给直流推进电机,也可根据需要与蓄电池组并网用作动力源,还可使蓄电池边放电边充电,使潜挺保持良好的作战状态l4J。由于燃料电池混合推进装置在潜艇上的成功试验,德国海军决定在1990年一2∞5年发展新的U212型燃料电池潜艇12艘,以取代目前的205型、206型和209型J。为了与瑞典在潜艇出口市场上竞争,还要把燃料电池安装到最新型的2000型出口潜艇上,以供澳大利亚海军选择。

氢能源有哪些用途?

氢能源是一种二次能源,它是通过一定的技术利用其它能源而制取的,不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。但是由于目前所用的煤、石油、天然气等能源属于不可再生能源,地球的存量是有限的,而人类又时刻离不开能源,随着世界经济的发展,石化燃料的耗量也随之日益增加,促使其储量也日益减少,终有一天这些资源就会枯竭,因此开发更多的新能源已迫在眉睫,人们迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的新型含能体能源。

如何利用太阳能生成“氢”,是世界各国都想知道的答案。科学家们指出,发展氢能源,将为建立一个美好、环保的新世界迈出重要一步。

在大自然中,氢的分布非常广泛。其中水中含有11%的氢,可谓是氢的大“仓库”。氢的主体是以化合物水的形式存在的,而地球表面约有70%的水,储水量很大,因此可以说,氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法把氢从水中制取出来,那么氢也将是一种价格相当低廉的能源,会被人们广泛利用。

经试验表明,在燃烧同等重量的煤、汽油和氢气的情况下,从产生的能量上看氢气产生的能量最多,而且它燃烧之后的产物只有水,不会产生灰渣和废气,不会污染环境;而煤和石油燃烧会生成二氧化碳和二氧化硫,它们会分别产生温室效应和酸雨。地球上煤和石油的储量是有限的,而氢主要存在于水中,燃烧后剩下的唯一产物也是水,还可以源源不断地产生氢气,永远都不会用完,因此,在众多的新能源中,氢能是21世纪最理想的能源。

氢是一种无色无味的气体,每一克氢燃烧后能释放出142千焦尔的热量,是一克汽油发热量的3倍。氢的重量非常轻,它比天然气、汽油、煤油的重量都轻,因而其携带和运送都很方便,也是用于航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里可以燃烧,其火焰的温度可高达2500℃,因而人们也常用氢气焊接或者切割钢铁等材料。

氢的用途很广泛,适用性也很强。它不仅可以用作燃料,而且金属氢化物还具有化学能、机械能和热能相互转换的功能。氢作为气体燃料,首先被应用在了汽车上。世界一些国家很早就制造出了以液态氢为燃料的汽车。用氢作为汽车燃料,不仅环保,在低温下可以很容易就能发动,而且对发动机的腐蚀也很小,可以延长发动机的使用寿命。由于氢气与空气可以均匀的混合,完全可以省去一般汽车上所用的汽化器装置,从而使现有的汽车构造更加简单、节约原材料。此外更令人惊讶的是,只要在汽油中加入4%的氢气,用它作为汽车发动机的燃料,就可以节油40%,降低了汽车的耗油量,而且还不需要对汽油发动机作很大的改进。

另外,使用氢燃料的电池还可以把氢能直接转化成电能,从而使人们能更方便的使用氢能。迄今为止,这种燃料电池已经被使用在了宇宙飞船和潜水艇上,其效果很不错。但是,由于其成本较高,短时间内还难以被普遍使用。

氢气在一定的温度和压力下很容易转变成液体,因而用铁罐车、轮船运输或者公路拖车运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、火车、飞机等交通工具的燃料,也可用作火箭、导弹等航空工具的燃料。

现在世界上使用的氢绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取的,这就对本来就很紧缺的矿物燃料造成的进一步的威胁,影响了人们生产的长远利益;而少量的氢是通过电解水的方法制取的,但因此消耗了很多的电能,从经济利益上看很不划算,那么人们通过什么办法才能制取大量的、廉价的氢能呢?

随着人们对太阳能的研究和利用的不断发展,人们已开始准备利用阳光来分解水来制取氢气。根据科学家的研究,除了从水中制取氢以外,还可以利用微生物产生氢气。

时至今日,氢能源的制取和利用已经成为了新能源的发展趋势,氢能源不仅能人们带来取之不尽用之不竭的能量,还可以使人们的环境更环保,因此,我们要不断努力,探求更多更好的方法来摄取和利用氢能源。

怎么看待500千瓦船用氢燃料电池系统被研制出来?

据中国科技日报12月3日消息报道,中国船舶第712研究所发布了拥有自主知识产权的首款500千瓦级,船用氢燃料电池系统。

据悉,这台系统由船用燃料电池发电模块、燃料电池监控装置和有机液体制氢装置组成,整套系统不会有任何的污染和排放,而且有相当高的制氢效率。携带的每一公升有机液体,可以制造50~80克的氢,此外还拥有非常良好的可靠性和补给便捷性。据悉这款氢燃料电池可以广泛的用于各种水面船只上,大到豪华游轮小到游船都可以使用。虽然这款氢燃料电池的设计初衷是为了民用,但是不可否认的是它具有相当强的军事应用背景,毫不夸张的说,氢燃料电池是潜艇能够成功隐身的重要功臣。

目前世界上一般的常规动力潜艇都是在水面航行时使用柴油发动机为动力,同时给蓄电池充电,在水下航行则用蓄电池提供动力。因此时不时就要浮出水面吸入空气让柴油发动机运作,潜艇上浮让柴油发动机工作的时间就是最容易暴露的时刻。为了保证隐蔽性,潜艇最好是增加在水下航行的时间,避免浮出水面,这就促使了不依赖空气推进系统(AIP)的产生。

目前各国先进的常规潜艇基本都装备了,AIP系统这种系统可以使常规潜艇无需从空气中获取氧气,就能有足够的动力。目前世界上前景使用的AIP技术主要有3种,分别是闭式循环柴油机、斯特林发动机和燃料电池。这3种技术中,闭式循环柴油机的工作效率较低,而且柴油机本身的噪音和空气噪音较大。而斯特林发动机的可靠性较低,工作效率也仅为35%,此外虽然它的噪声更小,但还是有一定的噪音。

而燃料电池则有最高的效率,最高可以达到60%,同时不产生废气和污染物,噪声也是最小的。因此从技术上说,燃料电池最适合用于AIP常规潜艇。先进的东西往往不那么容易获得,燃料电池有很高的技术要求。其最大的一个技术限制,就是需要大量的氢,氢的储存和运输非常困难,由于其易燃易爆,具有非常大的危险性。

因此发展燃料电池潜艇的思路,主要是研究如何安全地储存氢。不过这一次中国研究人员携带船用液体制氢装置和用于制造氢气的有机液体的设计,这确实是别出心裁的。这样的设计使得潜艇不需要携带大量的储备氢而是自己制作,这就绕开了如何储存大量氢气的技术难关。

此前国际上使用燃料电池为潜艇AIP系统的主要为德国的常规潜艇,而他们的AIP系统功率大概在200~300KW左右。由此可见,驱动3000吨级左右的常规潜艇,500千瓦的氢燃料电池是完全足够的。由于氢燃料电池对比其他AIP系统的显著优点,这种大功率的燃料电池研究成功之后,势必会对发展新型常规潜艇有大有益处。

关于《燃料电池在船舶上的应用事例》的介绍到此就结束了。

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