超级军网用燃油做燃料电池的困难是什么？
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/27 16:26:51
我们知道，理论上任何氧化还原反应都能做成电池。那么为什么大家做燃料电池都爱用氢气，不用烃类呢？难点在哪？我们知道，理论上任何氧化还原反应都能做成电池。那么为什么大家做燃料电池都爱用氢气，不用烃类呢？难点在哪？
会爆炸的。与氧接触的零件必须严格脱脂，也就是氧绝对不可以与油脂接触，这是非常危险的。
那氢燃料电池就不用么？
如果了解燃料电池的的电化学原理，对于一般的燃料电池来说在阳极（anode）发生的反应是燃料（氢气或者甲醇）在催化剂（主要是铂黑）的催化下形成质子和电子，电子穿过导线形成电流，而质子则通过膜到达阴极和氧气反应生成水，放出热量。为什么使用氢气，或者甲醇是因为氢气比较容易在催化剂作用下分解为质子，提供电子。对于一般的烃类目前还找不到这样一种催化剂能够在燃料电池工作温度下比较容易的断开烃类之间的C-C键。其实为什么现在甲醇直燃电池已经有所应用而鲜见乙醇燃料电池报道就是因为乙醇有C—C键，没有合适的催化剂能在燃料电池工作温度下断裂此键。
原帖由 青之六 于 2009-2-7 23:33 发表
会爆炸的。与氧接触的零件必须严格脱脂，也就是氧绝对不可以与油脂接触，这是非常危险的。
高压氧气的管道，阀门需要脱脂，是因为氧气经过减压阀门时候流速很快，和阀门管道摩擦产生热量如果有脂类存在会引起爆燃甚至爆炸。而燃料电池并不存在氧气和燃料直接接触的问题。都是在阳极燃料（主要是氢气）产生质子，提供电子。质子通过燃料电池的膜（或者其他质子通道）到达阴极再和作为氧化剂的氧气反应生成水的。
高手，学习了！
虽然不是直接接触，可两种燃料罐放在一起也是不安全的。
虽然不是直接接触，可两种燃料罐放在一起也是不安全的。
原帖由 jiandingzhe 于 2009-2-7 23:11 发表
我们知道，理论上任何氧化还原反应都能做成电池。那么为什么大家做燃料电池都爱用氢气，不用烃类呢？难点在哪？
甲醇类的燃料电池研究现在也很多！
原帖由 青之六 于 2009-2-8 13:20 发表
高手，学习了！
虽然不是直接接触，可两种燃料罐放在一起也是不安全的。
没什么不安全的，燃料罐都是压力容器，按照安全规程来就好了。像在阿波罗飞船上使用的碱性燃料电池，哪有那么大空间分开来？包括AIP潜艇，肯定都是在一起的。上一张apollo飞船上用的碱性燃料电池组件照片。
碳氢化合物的氧化产物复杂，可能会毒化电池催化剂。
原帖由 phenixw 于 2009-2-8 13:39 发表
甲醇类的燃料电池研究现在也很多！
甲醇类的功率都不大，一般用在便携设备上，笔记本，手机之类的。
原帖由 dnpp 于 2009-2-8 13:41 发表
碳氢化合物的氧化产物复杂，可能会毒化电池催化剂。
碳氢化合物氧化产物只有两种，二氧化碳，水。
原帖由 cityfish 于 2009-2-8 13:42 发表二氧化碳怎么排除？不说毒害电池，单排除二氧化碳就是个大麻烦。压缩储存或碱液吸收，要增加很多设备重量，直接排出也要增加管路并降低隐蔽性
碳氢化合物氧化产物只有两种，二氧化碳，水。
用氢只生成水，而且体积小，留着也没事
不幸的是
目前常见的燃油都是复杂的混合物……
目前常见的燃油都是复杂的混合物……
目前最先可能实用便是用于消费类电子产品的燃料电池了
这类电池功率要求小，巡航要求大
目前的电池满足不了，特别是笔记本，什么时候能加次料用上个把月就好了
这类电池功率要求小，巡航要求大
目前的电池满足不了，特别是笔记本，什么时候能加次料用上个把月就好了
原帖由 cityfish 于 2009-2-8 13:40 发表
没什么不安全的，燃料罐都是压力容器，按照安全规程来就好了。像在阿波罗飞船上使用的碱性燃料电池，哪有那么大空间分开来？包括AIP潜艇，肯定都是在一起的。上一张apollo飞船上用的碱性燃料电池组件照片。
阿波罗就相当不安全。
原帖由 cityfish 于 2009-2-8 13:40 发表
没什么不安全的，燃料罐都是压力容器，按照安全规程来就好了。像在阿波罗飞船上使用的碱性燃料电池，哪有那么大空间分开来？包括AIP潜艇，肯定都是在一起的。上一张apollo飞船上用的碱性燃料电池组件照片。
AIP并不都是放一起的，哥特兰就不是。
氢氧燃料电池，由于储氢手段的限制，体积重量都很大。从这点上说能用甲醇燃料电池就好了。
目前氢的储存通常采用压缩储氢、液氢或者采用储氢合金储存三种方法：
a.压缩储氢。是使用高强度容器储存高压氢气。因为氢气分子量很小，密度很低，因此即使采用很高的储氢压力，压缩储氢的储氢能力还是不高的。受到材料强度的限制，目前压缩储氢只能采用20-30MPa的压力，储氢重量效率（注：储氢重量效率是指系统有效储存的氢的质量与系统总质量的比）只有3-5%。
b. 液氢。液氢是目前能达到的储氢重量效率最高的储氢方法。但液氢储存使用十分不便，因为液氢需要在零下250摄氏度条件下储存，同时液氢的密度很小，仅仅70千克/立方米，所以需要体积很大、重量更大的杜瓦瓶（注：杜瓦瓶是储藏液态气体，低温研究和晶体元件保护的一种较理想容器和工具，其主体结构是两层或数层金属瓶体，中间填充一层或数层陶瓷等绝热物并抽以真空），当使用钢材制做的杜瓦瓶时，储氢重量效率大约为13%，即使使用高强度铝合金材料制作的杜瓦瓶，储氢重量效率一般也只能达到20%。
c. 金属氢化物储氢。储氢合金可以在常温、数个大气压的条件下吸附储存大量的氢并化合成金属氢化物，储氢时的氢密度（注：氢密度是单位体积内储存的氢原子数量）比液氢的储氢密度还大（但这主要是因为液氢的密度实在太小的缘故）。不过即使如此，由于目前适用的储氢合金都是原子量较大的稀土系元素，所以金属氢化物储氢系统的质量能量密度只有2-4%。
目前氢的储存通常采用压缩储氢、液氢或者采用储氢合金储存三种方法：
a.压缩储氢。是使用高强度容器储存高压氢气。因为氢气分子量很小，密度很低，因此即使采用很高的储氢压力，压缩储氢的储氢能力还是不高的。受到材料强度的限制，目前压缩储氢只能采用20-30MPa的压力，储氢重量效率（注：储氢重量效率是指系统有效储存的氢的质量与系统总质量的比）只有3-5%。
b. 液氢。液氢是目前能达到的储氢重量效率最高的储氢方法。但液氢储存使用十分不便，因为液氢需要在零下250摄氏度条件下储存，同时液氢的密度很小，仅仅70千克/立方米，所以需要体积很大、重量更大的杜瓦瓶（注：杜瓦瓶是储藏液态气体，低温研究和晶体元件保护的一种较理想容器和工具，其主体结构是两层或数层金属瓶体，中间填充一层或数层陶瓷等绝热物并抽以真空），当使用钢材制做的杜瓦瓶时，储氢重量效率大约为13%，即使使用高强度铝合金材料制作的杜瓦瓶，储氢重量效率一般也只能达到20%。
c. 金属氢化物储氢。储氢合金可以在常温、数个大气压的条件下吸附储存大量的氢并化合成金属氢化物，储氢时的氢密度（注：氢密度是单位体积内储存的氢原子数量）比液氢的储氢密度还大（但这主要是因为液氢的密度实在太小的缘故）。不过即使如此，由于目前适用的储氢合金都是原子量较大的稀土系元素，所以金属氢化物储氢系统的质量能量密度只有2-4%。
原帖由 克虏伯火炮 于 2009-2-8 15:09 发表
氢氧燃料电池，由于储氢手段的限制，体积重量都很大。从这点上说能用甲醇燃料电池就好了。
目前氢的储存通常采用压缩储氢、液氢或者采用储氢合金储存三种方法：
a.压缩储氢。是使用高强度容器储存高压氢气。因为 ...
液氢还有挥发问题
金属储氢有动力学问题
为啥不用甲烷呢？
估计是甲烷不含O吧
好像听说过金属储氢的金属材料寿命并不长，经过几次储氢后就不能再用了。
后勤补给也是很大的问题！:D :victory:
原帖由 荆蛮后人 于 2009-2-8 13:45 发表
二氧化碳怎么排除？不说毒害电池，单排除二氧化碳就是个大麻烦。压缩储存或碱液吸收，要增加很多设备重量，直接排出也要增加管路并降低隐蔽性
用氢只生成水，而且体积小，留着也没事
二氧化碳可以溶于水，应该可以直接排的