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燃料电池从入门到精通——第一篇:手机没电、电动车没电了、玩具没电了,怎么办?

已有 1264 次阅读 2023-2-20 17:24 |个人分类:好好学习|系统分类:科研笔记

当你用手机玩游戏、看视频、刷微信的时候,发现没电了,赶紧找插座或者充电宝;当你的电动摩托、电动汽车在路上行驶的时候,发现快没电了,赶紧找充电桩,或者用脚蹬着,省点电;当你用无人机还没飞多远,就要立刻回来,否则就回不来了等等。在我们的日常生活中常常会遇到各种没有电的情况,常常是关键时刻就没电了,怎么焦虑,怎么咬牙切齿也没用。大家对电池的期待和渴望从来没有这么强烈过。那么这个世界有没有一种电池能够不让我们这么焦虑呢?答案是肯定的。

这个电池就是燃料电池!!!

很多人想到的是:这么好的电池,哪里有的卖?为什么到现在还没用上?我的手机用的是不是这种电池?燃料电池是什么?有那么神奇吗?燃料电池凭什么有那么大的能量?我也想买一个!等等

这些问题都非常棒!这个小册子就要好好回答这些问题。

然而,花开一树,每次只能表一支,那就先从大家最感兴趣的问题着手吧。燃料电池凭什么有那么大的能量?

先来两个电影片段吧,看看燃料电池的威力。汤姆·克鲁斯主演的科幻电影《遗落战境》中有一款超级厉害的无人机,移动速度超快,火力超强,它的驱动电源就是燃料电池,而且是体积很小的燃料电池。另外,施瓦辛格主演的《终结者3》中披露,施瓦辛格T-850机器人的驱动电源也是氢燃料电池,而且可以把一路追杀施瓦辛格的女终结者炸飞。由此可见,燃料电池也是科幻电影的常客,可以反映出燃料电池的科幻色彩、先进性、超强能量。然而,电影终归是电影,科幻是参杂了一些艺术加工和夸张成分,有些危险的镜头过于夸张。但是,不管怎么样,导演要表达的就是:燃料电池,很牛!!

那么,实际上到底怎么个牛法呢?

实际的电池不会像电影里面那么猛烈的爆炸,也不像普通的电池要充电,而是跟我们使用汽油车和柴油车很像。把燃料加入电池,然后这些燃料就可以在电池里面跟空气缓慢的反应,同时源源不断的释放出电力,非常的温和,非常安静。你在燃料电池边上甚至听不到太多声音,也没有高的温度。所以我们可以看出,燃料电池的能量完全来自于你所加入的燃料。如果你加入的燃料的能量高,那么你的电池就可以用的久,如果你加的能量低,电池的工作时间就短。加注燃料是很快的,只要几分钟,而不是锂离子电池充电的几个小时,这也是燃料电池的一大优势。

所以大家都在选择能量高的燃料加入燃料电池。目前大家公认的高能燃料就是氢气、甲醇、天然气、汽油、柴油、葡萄糖等。那么这些燃料的能量高到什么程度呢?比如甲醇,它的能量密度超过6000 Wh/kg,即使只有20%的发电效率,也能发出1200 Wh/kg的电。而普通手机中的锂离子电池的能量密度在120 Wh/kg左右,也就是说燃料电池的能量密度是锂离子电池的10倍以上!如果把这种电池用在手机上,加一次燃料可以持续使用10天而不用加燃料。由此可以看出,燃料电池的能量的确很大,也是燃料电池成为科幻电影的常客的原因。

就是因为燃料电池这么牛,所以美国军队已经开始在装备使用了。海湾战争的时候,美国大兵往往需要背负超过50公斤的作战装备,其中锂离子电池可能超过20公斤。这几乎是不可以接受的,所以美国总是有个强大的后勤保障系统,不用大兵们每天背那么多电池。然而执行野外任务的时候,就没那么幸运了。所以美军就开发高性能的燃料电池,重量只有几公斤,相当于几十公斤的锂离子电池。所以,燃料电池正在从科幻走向现实,也在慢慢的、悄悄的走进我们的生活。

 

更多资料请参考:

1)     https://haokan.baidu.com/v?pd=wisenatural&vid=3020335077214608409

2)     https://v.youku.com/v_show/id_XNDE0MzYzMTA5Ng==?refer=seo_operation.liuxiao.liux_00003303_3000_Qzu6ve_19042900

3)     http://www.360doc.com/content/19/0131/09/33540468_812306031.shtml

4)     http://www.china.com.cn/chinese/junshi/447733.htm

5)     http://www.shoudian.org/thread-78014-1-1.html

6)     http://www.nengyuanjie.net/article/23728.html

7)     http://www.yxlunwen.com/lunwendaquan/00339535.html

8)     Fuel Cell Handbook by EG&G Technical Services, Inc.)(427页)

9)     燃料电池 (李瑛、王林山)(346页)

10)   燃料电池(毛宗强等)(425页)

11)   燃料电池——原理.技术.应用 (衣宝廉)(529页)

12)   燃料电池系统 (曹殿学、王贵领、吕艳卓等)(398页)




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