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科普篇|燃料电池知多少

科普篇|燃料电池知多少

1.燃料电池如何产能?

科普篇|燃料电池知多少

答:电化学反应

更像一个电池,燃料电池通过电化学反应产电不涉及任何燃烧反应。但与电池不同的是,燃料电池不会耗尽,可通过燃料的添加持续发电。


2.燃料电池的反应产物是什么?

科普篇|燃料电池知多少

答:水


3.燃料电池在哪一年被发明出来?

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答:威尔士科学家Sir William Robert Grove在1839年发明的,但是一直到19世纪60年代才商业化。


4.怎样提高燃料电池系统产生的电量?

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答:增加电池组

单体的燃料电池产生约为1伏。为了增加所产生的电能量,需将单个燃料电池组合来创建一个燃料电池堆。基于应用,一个燃料电池堆可能只包含几个单体电池,如用于便携式的笔记本电脑或其他消费电子产品;或数百个,如用于动力客车。


5.燃料电池何时被用于空间探索?

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答:在1965年,美国宇航局第一次将燃料电池安装到双子座5号飞船上,为飞船的电路系统供电。燃料电池不仅为宇航员提供动力,也为宇航员提供了水。该技术改进后,用于了后续的载人航天任务,包括阿波罗和航天飞机计划。


6.哪种燃料电池电动汽车首次通过环境保护局认证?

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答:在1966年,通用汽车公司开发了第一辆公开导向的燃料电池电动汽车。2002年,本田FCX是世界上第一种通过环保局官方认证的燃料电池车。目前已经产业化的三种燃料电池汽车包括:本田Clarity,丰田Mirai,现代Tucson。


7.燃料电池用氢气最常用的两种制备方法是什么?

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答:气体重整和电解水

气体重整是在高温蒸汽条件下,从天然气中获取氢气。


8.如何给燃料电池添加燃料?

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答:在泵的帮助下,将氢气压缩到储存罐中。添加一次,可不间断行驶300公里以上。


9.一般来说,美国一年产氢量为多少?

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答:接近2000万吨,其中大部分用于石油的回收和提炼,以及氨的生产。氢是一种标准的工业化学日用品。


10.美国哪个州加氢站最多?

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答:加利福尼亚

加利福尼亚已经有50多座加氢站建立并投入了使用。在美国东北地区要建100座加氢站,并且资金已经到位。预计在2025年之前,东北地区的8个州要投放330万辆零排放燃料电池汽车。


11.已知的宇宙物质中,由氢构成的物质占多大比例?

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答:75%


燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料(可以是氢气,也可以是甲烷,还可以是甲醇)和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。


以氢-氧燃料电池为例来说明,氢-氧燃料电池反应原理这个反应是电解水的逆过程。电极应为:

  • 负极:H2+2OH-→2H2O +2e-

  • 正极:1/2O2+H2O+2e-→2OH-

  • 电池反应:H2+1/2O2=H2O

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本周“每日一师”栏目将继续介绍以下几位老师

1. 中山大学 李高仁

2. 华南理工 欧阳柳章

3. 华南理工 刘军

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