不过,菠菜的能量可不止在动画片里,最近,菠菜真的能为燃料电池供电了! 这也令研究人员感到惊讶,美国大学化学系的Shouzhong Zou和他的团队尝试用菠菜来改善燃料电池的性能时,发现菠菜的供电效果意外的好。 在他们的概念验证实验中,他们用从当地超市买来的菠菜制造一种富碳催化剂,可用于燃料电池和金属空气电池。 菠菜被用作燃料电池中氧还原反应(ORRs)所需的高性能催化剂的前体。 就燃料电池而言,这可以增加电池的能量输出。这就是纳米薄片的多孔性起作用的地方。“尽管我们称它们为纳米薄片,”Zou说,“但当它们堆在一起时,就不像一堆坚实的纸了。 一个完整的原型显然是下一步,在燃料电池中测试从菠菜中提取的催化剂。Zou承认:“这是我的实验室目前没有的专业知识。”
截至2020年底,全球氢燃料电池汽车保有量为32535辆,同比增长38%,韩国保有量达10906辆,位居全球第一,美国为8931辆,我国氢燃料电池汽车保有量为7352辆排第三。 基于这些优点,氢燃料电池汽车正在成为各国政府和企业重点布局和探索的未来绿色产业,也是发展新能源汽车的重要技术路线之一。 氢燃料电池汽车的核心为燃料电池发动机系统,关系着整车运行的安全性,对燃料电池汽车是否具备成熟、可靠的性能表现具有重要影响。燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。 燃料电池系统是氢燃料电池汽车的核心单元,存在结构复杂、性能要求高、运行环境恶劣和动态响应能力差等,难免出现各种故障和失效。 燃料电池系统氢气泄漏检测的传感器TGS6812,该传感器性可靠性好、性价比高,是氢燃料电池H2泄漏检测的好帮手。
在氢能产业链中,从氢气制备、储存、运输、加注、燃料电池到终端应用等各个环节,都处于产业爆发的前夜。 加氢站作为氢燃料电池车的补给能源,数量必然会快速增加,并会集中在人口密集区域。因此,加氢站的安全性引发了公众担忧,同时制约着氢燃料电池汽车行业的发展。 在推动氢燃料电池汽车产业发展过程中,我们不仅要注重产业的发展速度和规模,更要注重其安全性。在发展这一产业的同时,我们必须遵守其内在的发展规律,切忌急功近利。
策划&撰写:Lynn 当地时间9月17日,全球首列氢燃料电池列车在德国正式投入商用。 列车顶部安装有氢燃料箱和将氢转化为电的燃料电池,保障列车运行。行驶过程中产生的多余能量被转移到位于地板下的锂离子电池中,当列车速度下降时,这些电池将启动。 Coradia iLint以氢燃料电池为动力,不仅大大降低了运行噪音,而且只排放蒸汽和冷凝水,真正实现了“零排放”。 ? 据了解,氢能源的清洁利用主要是通过燃料电池,燃料电池应用在分布式应用场景中的时候与其他可替代方式相比,还存在成本高的问题。氢气利用另一大难题是加氢难。
2023年9月26日,由清能股份旗下豫氢动力承接的2MW燃料电池热电联供项目已正式下线,发往焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司(简称“开元化工”)安装运营。 开元化工是河南知名氯碱国企,该项目是国内氯碱工业首个将副产氢气作为能源通过氢燃料电池实现综合利用的尝试,也是目前国内首个商业化运行且功率最大的燃料电池热电联供项目,可以为厂区解决2MW的供电,约7GJ/ 清能股份在海外的燃料电池商业化项目也呈加快发展态势,其中一套兆瓦级热电联供系统已于近期交付韩国客户;位于英国、新加坡等国家的小功率分布式电源项目规模相比两年前也明显扩大。 经过多年沉淀与部署,清能股份已成为全球燃料电池发电应用案例最多的企业之一,成为引领燃料电池发电系统商业化发展的先锋企业。
新的葡萄糖燃料电池具有很强的耐受力,能够承受最高 600 摄氏度的温度。如果集成到医学植入物中,该燃料电池可以在所有植入式设备所需的高温灭菌过程保持稳定。 近年来,科学家已经对葡萄糖燃料电池(由人体丰富的葡萄糖提供燃料)是潜力较小电源这种观点进行了重新审视。 一个葡萄糖燃料电池的基本设计包含有三层:顶部阳极、中间电解质和底部阴极。 峰值功率 该葡萄糖燃料电池的电解质由二氧化铈制成,这种陶瓷材料具有很高的离子电导性,机械强度也高,被广泛用作氢燃料电池的电解质。二氧化铈也被证明是生物相容的。 如下从左到右分别为葡萄糖燃料电池、芯片和单个设备的示意图。 其中,a 为基于多孔 Pt 阳极 / 二氧化铈电解质 / 密集 Pt 阴极的独立式膜的陶瓷葡萄糖燃料电池的构造;b 为包含 30 个葡萄糖燃料电池设备的燃料电池芯片示意图;c 为单个独立式铈膜的光学显微镜图像
多事之秋,我国政府也陆续发布文件,明确表示将降低对电动汽车的补贴,同时继续维持对氢燃料电池的额度。 随着政策变化和电动车的不利消息频频曝出,不被人熟悉的氢燃料电池进入了我们的视野中。 2017年,上海出台全国首个地方性的燃料电池汽车发展规划,随后武汉、北京、张家口、如皋、西安、郑州等城市陆续加入到了氢能燃料电池行业。 而氢燃料电池可以直接加氢,补给时间短,续航能力也能够轻松达到500km以上,且排出物仅是水,完全无污染。 相较于锂电池,氢燃料电池技术确实过于新颖,马斯克也一度强怼氢燃料电池。但丰田坚持认为新能源最终的赢家一定是燃料电池,因为新能源产业的正确发展历程应当是:混动-插电式混动-电动-燃料电池。 混动技术是氢燃料电池得以发展的基础,在混动技术上,丰田等日系车企确实已经打下了坚实的基础。
上述几种新能源汽车根据使用能源的不同,又可以分为锂离子电池和燃料电池。而燃料电池中,目前推广使用的大多为氢燃料电池。 而使用氢能源的燃料电池则安全的多。有机构经过测试表明,即使是在工作状态下对燃料电池堆进行穿刺短路,也不会引起电堆火灾和爆炸发生,这主要是因为电堆内部氢气的量并不大,而且氢气阀门可以迅速被切断。 这里就能够明显看出锂离子电池和氢能源燃料电池的最大区别:一个是“蓄电”,一个是“发电”。 ? 氢能源燃料电池则更像是一个“发电机”,燃料和空气分别送进燃料电池就可生产出电能。所以说,氢能源燃料电池的能量密度并不取决于燃料电池电堆本身,而取决于其携带的氢气重量。 而氢能源燃料电池则可以和加注汽油一样,加注氢气,这一过程往往只需要2~3分钟就可以完成。
相比充电方式,军方更加期待新的电池 为了解决除了层出不穷的充电技术,各国军队还将目光放在了研制出效率更高、重量更低的电池上,比如燃料电池。 燃料电池的研发可以追溯到50年前,它已经作为轻型电力源应用到很多军用装备中,燃料电池具有吸引力的是其输出电能高而重量却相对较小。 与携带大量电池相比,采用燃料电池可以大大降低负重。 各国军队涉及燃料电池的项目也有很多,包括英国“未来步兵士兵技术”单兵系统和陆军“快速响应系统(FRES)”,美国各种军事机构(如国防高级研究计划局和陆军能源署燃料电池小组)也就“陆地勇士”系统所采用的的便携式和车载式燃料电池展开了相关调研 MTIMicro燃料电池公司就计划向美军提供甲醇燃料电池。
燃料电池类:燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下.在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。 燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种,主要区别在于动力电池的工作原理不同。 一般来说,燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能,电化学反应所需的还原剂一般采用氢气,氧化剂则采用氧气,因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料,氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式
叶思宇院士:氢能燃料电池只是起点 目前,「碳达峰、碳中和」已成为全球共识。氢能作为一种清洁、高效、储量大的可再生能源,为各行业脱碳提供了重要途径。 作为国际公认燃料电池电催化和催化剂层/MEA 设计的顶尖专家,叶思宇院士长期以来致力于质子交换膜燃料电池研究和开发的各个方面,现为加拿大国家工程院院士、广州大学化学化工学院教授、黄埔氢能源创新中心主任和首席科学家 作为首家落户广州的燃料电池膜电极研发生产领域的国家专精特新「小巨人」企业,鸿基创能致力于质子交换膜燃料电池用高性能膜电极 (MEA) 的大规模国产化和产业化,为国内外燃料电池厂商提供低成本、高性能的膜电极核心组件 ,解决中国燃料电池核心材料长期依赖国外技术的局面。 得益于传统能源企业和氢能燃料电池的「联谊」,氢能燃料电池的发展将不再局限于纯粹的燃料电池汽车,最终将与整个能源体系息息相关。
策划&撰写:Lynn 在氢燃料电池的研发上,一直以来日本的丰田占据主力。在美国,有一家初创公司Nikola Motor Company虽然成立时间并不长,但已经推出几款氢燃料电池。 据悉,Nikola Tre将采用一套能为输出1000马力的电动发动机提供动力的氢燃料电池、续航里程在500-1200公里之间--具体视卡车的配置而定、只需20分钟左右的时间就能充满燃料。 在政策方面,我国政府也陆续发布文件,明确表示将降低对电动汽车的补贴,同时继续维持对氢燃料电池的额度,在某种程度上,这是国内政府对氢燃料电池的积极支持。 而根据日本国内的战略目标,氢燃料电池电动车的续航里程将延长至目前的1.5倍,达到1000公里,到2040年氢燃料的保有量将有目前的2000辆增加到300万至600万辆,同时车载电池的单位输出功率将增至当下的
燃料电池类:燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下.在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。 燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种,主要区别在于动力电池的工作原理不同。 一般来说,燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能,电化学反应所需的还原剂一般采用氢气,氧化剂则采用氧气,因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料,氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式
目前,对于解决无人机电池续航问题的研究大致有以下几个方向: 一、燃料电池 ? 首个使用氢燃料电池的多轴无人机 (1) 首个使用氢燃料电池的多轴无人机 2015年5月新加坡HUS公司,研发出首个使用氢燃料电池的多轴无人机HYCOPTER,空载情况下能够连续飞行4个小时,即使1Kg 工作过程当中氢气通入到氢燃料电池内部,经化学反应后生成电力为几个旋翼的电动机供电,充满氢气后的HYCOPTER在电 量方面与3Kg重量锂电池相当。 (2) Intelligent Energy氢燃料电池 ? 该公司希望,这一产品能吸引无人机厂商,将燃料电池作为无人机动力的一种选择。该公司没有计划面向普通用户提供改装产品。
事实上制造商们也早已经意识到锂电池的局限性,燃料电池、石墨烯电池、锂空气电池等都是研发的方向。而燃料电池中氢燃料电池最受关注,氢能源汽车作为新能源汽车的一个分支,也一直在做商用探索。 2008年,我国自主研制的基于大众帕萨特车型,通过改制和集成的燃料电池车在同济大学新能源汽车工程中心举行赴京发车仪式,并且在北京奥运会期间投入运营。 如今,十年已过,在今年上海召开的CES Asia中,现代汽车就展出了新一代氢燃料电池车NEXO。该款车型的燃料电池系统效率达到60%,已经是世界前沿的水平。 与锂电池相比,燃料电池的安全性更好,由于氢气爆炸要求浓度极高,因此在爆炸前往往已经开始燃烧,反而很难爆炸。 此外,燃料电池还拥有发电效率高、环境污染小、噪音低、可靠性高、易于建设电池电站等优点。 当然,燃料电池的成本高、运输、储存也是其相比于锂电池的不足。
征求意见稿中明确,未来将会形成以纯电动汽车、插电式混合动力(含增程式)汽车、燃料电池汽车为主导的研发布局。氢能源汽车作为燃料电池汽车中的主力代表,在其中占据了重要地位。 直到2014年日本在燃料电池技术上取得了突破,以及石油、煤炭资源的紧缺,不少国家才对氢能源再次重视起来。 行业内,通用汽车在1966年就开始研发氢燃料电池,本田在1992年开始,随后丰田也跟进了氢能源汽车的研发。 政策支持下快速发展的氢能源汽车 2014年日本经济产业省发布了《氢能与燃料电池路线图》,在研发、示范和车辆补贴等方面给予大力支持。 国内的爱驰电池透露他们采用甲醇制氢技术,以甲醇生成的富氢重整气作为燃料的燃料电池系统,有甲醇重整系统与质子交换膜燃料电池电堆组成。甲醇经过转化生成氢气,氢气再进入质子交换膜燃料电池电堆发电。 ?
新能源汽车的官方定义是采用非常规车用燃料来作为动力来源,在这里主要包括:纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等等。 而在目前市场上,纯电车显然成为了新能源车的代表,混动和燃料电池线路齐头并进。而在未来哪个领域将会产生革命性突破,现在谁都无法给出准确答案。 燃料电池轿车采用“电—电混合”动力系统平台技术方案,实现了燃料电池城市客车在燃料电池和蓄电池混合动力、电动化底盘、整车控制等三大系统的应用和在燃料电池耐久性、氢气安全性、整车燃料经济性等三大技术领域均取得重要突破
当固态电池、钠离子电池的技术突破都成为热门话题时,人们对氢燃料电池(FC)的关注也从来没有中断过。 Bramble Energy的COO——Vidal Bharath在近期的一篇文章中指出,真正可持续的运输部门「必须包含氢燃料电池」。 而氢燃料电池的自重更低,有助于增加有效荷载,同时还不受低温天气影响,并能快速补能提高运营效率。 在国内, FCEV的使用场景也还是以运输型车辆为主。 继向一汽和苏州金龙提供氢燃料电池部件后,亿华通与丰田成立的合资公司——华丰燃料电池有限公司,也将于2023年在北京经济技术开发区正式投产燃料电池系统及电堆。但这些合作中,也都没有涉及储氢瓶。 「在约十年前,国内动力电池的发展初期,其产业链主要由民营企业在推动,但是在燃料电池发展初期,国家层面起到了重要作用。」
当它“饥饿”的时候,Row-bot会打开它的机械软嘴,在营养丰富的污水中前进,将其微生物燃料电池单元(MFC)“胃”填满。然后它会关闭嘴巴,并慢慢地消化这些营养。 这种微生物燃料电池单元利用有机物的生物降解和仿生机制来产生电能。完成充电过程后,Row-bot会行进到一个新位置,并准备下进行一次吞噬污水的过程。 这是通过使用存留于周围液体中的化学能量来支持微生物燃料电池单元内部的微生物代谢来完成的。 Row-bot模拟划蝽的进食机制,使用一个宽阔的“鸟嘴”来清扫液体和悬浮物,通过开关微生物燃料电池单元每个末端的孔来为电池补充能量。开关过程是通过弯曲一个活动的乙酸乙酯结构来实现的。
这列氢燃料电池有轨电车上共有66个乘客座位,最大载客量达336人。中车唐山公司介绍,该列车采用了2动1拖3辆的编组方式,可根据列车的实际运营需求灵活增加编组和载客量。 中车唐山公司还表示,他们在氢燃料电池有轨电车上搭载了燃料电池和制动能量回收系统,可在列车制动、停站时,回收能量并为超级电容和蓄电池充电,回收率达30%至以上。