APR 18, 2019 Pageview:361
A, cadena industrial de pilas de combustible de hidrógeno
En la cadena de la industria de pilas de combustible de hidrógeno, aguas arriba es la producción, transporte y almacenamiento de hidrógeno en las estaciones de servicio para el sistema de pilas de combustible de hidrógeno para el llenado de hidrógeno; El medio es la producción de componentes clave, como la pila eléctrica, la pila y los accesorios de dos partes para la integración, forman un sistema de pila de combustible de hidrógeno; En el nivel de aplicación posterior, se incluyen principalmente el transporte, la fuente de alimentación portátil y la energía estacionaria en tres direcciones.
En segundo lugar, la batería de alimentación compara las ventajas y desventajas de
En la actualidad, en términos de transporte con fuente de energía, hay cuatro rutas técnicas principales: baterías de iones de litio, pilas de combustible de hidrógeno, supercondensadores y batería de aire de aluminio. La batería de iones de litio, el supercondensador y las pilas de combustible de hidrógeno se han utilizado ampliamente, y la batería de aire de aluminio todavía se encuentra en la etapa de investigación de laboratorio. El suministro de energía, la batería de iones de litio, el supercondensador se aplica a los vehículos eléctricos puros, pero necesitan una carga externa, mientras que los vehículos con celda de combustible de hidrógeno necesitan un llenado externo de hidrógeno, la batería de aire de aluminio debe agregarse aluminio y electrolito.
Cuatro tipos de ruta técnica para comparar las ventajas y desventajas.
Características de la pila de combustible de hidrógeno
(1) una buena compatibilidad medioambiental
La pila de combustible de hidrógeno es una energía limpia y eficiente, la descarga de agua no solo es pequeña, sino muy limpia, por lo que no hay problemas de contaminación del agua. Al mismo tiempo, debido a la pila de combustible no es como el motor para calentar la energía en energía mecánica, sino directamente para convertir la energía química en energía eléctrica y energía térmica, alta eficiencia de conversión de energía, bajo nivel de ruido.
(2) buen desempeño operativo
Generación de energía de celda de combustible de hidrógeno, no necesita una configuración complicada del dispositivo, la pila de la batería puede ser un ensamblaje modular. Por ejemplo, una unidad de generación de energía de 4.5 MW puede tener 460 componentes de batería, la planta cubre un área mucho más pequeña que las plantas de energía de carbón. La pila de combustible de hidrógeno es adecuada para dispositivos de generación distribuida. Y en comparación con la energía térmica, hidroeléctrica y nuclear, el período de construcción de la planta de energía de celda de combustible de hidrógeno es corto, fácil expansión, puede estar completamente de acuerdo con la necesidad real de construcción a plazos. El funcionamiento de las pilas de combustible de hidrógeno es de buena calidad al mismo tiempo, la respuesta a los cambios rápidos de carga, como las características de carga máxima, en unos pocos segundos puede ser desde la transformación de baja potencia a la potencia nominal.
(3) el rendimiento de salida eficiente
Las celdas de combustible de hidrógeno funcionan cuando el combustible almacena energía en electricidad y calor, convierte la eficiencia de la energía eléctrica por encima del 40% y solo un tercio de la turbina de vapor se puede convertir en electricidad.
(4) características estructurales flexibles
El conjunto de la celda de combustible de hidrógeno es muy flexible, fácil de asignar, el tamaño de la potencia en comparación con el motor tradicional, debido a la celda de combustible de hidrógeno, la buena modularidad puede sin ningún aumento en la inversión en infraestructura, sobre la base del uso de una sola celda, se puede aumentar fácilmente el número de piezas o Disminuya la potencia de salida y el ajuste de voltaje, por lo que es fácil de construir y relativamente fácil de implementar para el control de la red. Esta característica puede mejorar la estabilidad del sistema de la pila de combustible.
(5) fuentes de hidrógeno
El hidrógeno como energía secundaria puede obtenerse de diversas formas, como la producción de hidrógeno a partir del carbón, la producción de hidrógeno por reformado de gas natural, la producción de hidrógeno por electrólisis de agua, etc. En la energía fósil se agota, se convertirá en el principal combustible y energía de hidrógeno del mundo. Y el uso de la producción de hidrógeno solar mediante la electrólisis del agua en el proceso de ausencia de emisiones de carbono, se puede pensar que la energía del hidrógeno es lo último.
(6) los cuellos de botella
Desde el punto de desarrollo en la etapa actual, la popularidad de las celdas de combustible de hidrógeno con ciertos cuellos de botella, como el costo de la batería en sí es mayor, la infraestructura aún no es universal, etc.
Características de la batería de iones de litio
(1) plataforma de voltaje
Las baterías de iones de litio debido a los materiales del ánodo son diferentes, el voltaje de la batería de monómero en el rango de 3.7 ~ 4 V, la aplicación del voltaje de la batería de monómero de fosfato de hierro de litio más grande de 3.2 V, es 3 veces mayor que las baterías de Ni-Mh, plomo- batería de ácido 2 veces.
(2) es mayor que la energía
Se espera que la densidad de energía actual de la batería de iones de litio para automóviles de pasajeros de casi 200 wh / kg alcance los 300 wh / kg en 2020.
(3) la corta duración de la batería
Debido a la restricción de las propiedades de los materiales electroquímicos, los ciclos de la batería de iones de litio no hacen ningún avance, en el caso del fosfato de hierro y litio, los ciclos de la batería de monómero pueden alcanzar más de 2000 veces, solo después del grupo por más de 1000 veces. No se puede cumplir con los requisitos del período de funcionamiento del autobús de 8 años.
(4) la influencia en el medio ambiente
La batería de iones de litio que utiliza litio de metal ligero, aunque no contiene metales pesados nocivos como el mercurio, el plomo, se considera la batería verde, menos contaminación para el medio ambiente. Pero, de hecho, como los materiales del ánodo y el electrolito que contienen níquel, manganeso y otros metales, los Estados Unidos tienen la batería de iones de litio que se clasifica como un tipo de batería peligrosa inflamable, tóxica, corrosiva, tóxica reactiva, es la sustancia más tóxica contenida en los diversos tipos de celdas de batería, y debido a que el proceso de reciclaje es más complicado, lo que genera un alto costo, por lo que la tasa de utilización de reciclaje actual no es alta, la influencia de la batería en desuso en el medio ambiente.
(5) el costo sigue siendo alto
El costo inicial de la batería de iones de litio es alto, en el bus principal actual con productos de batería de energía, baterías de fosfato de hierro y litio. Por ejemplo, el precio es de unos 2500 yuanes / kWh, y se espera que la popularidad de los coches eléctricos, en 2020, se reduzca a menos de 1000 yuanes / kWh. Debido a la restricción de los ciclos del grupo de baterías de monómero, el autobús generalmente en 3 años más o menos, la necesidad de reemplazar las baterías, la presión de costo de la unidad de operación.
(6) mayor influencia en la red
Primera aplicación a gran escala de vehículos eléctricos puros, debido a que la demanda de carga es mayor, se destacará el equipo de carga para la interferencia armónica de la red, lo que afectará la calidad del suministro de energía de la red eléctrica; En segundo lugar, en la carga rápida, porque es una gran relación de carga, por lo tanto, la potencia de carga es mayor (automóvil de pasajeros en aproximadamente 50 kw, autobuses en 150 ~ 250 kw), mayor carga de impacto en la red.
Por lo tanto, según el nivel técnico de la batería de iones de litio, el automóvil eléctrico se encuentra principalmente en el rango de aplicación de menos de 200 km de vehículos eléctricos puros.
Las características del supercondensador
(1) alta tasa de carga y descarga
Supercondensadores con alta densidad de potencia, se puede liberar en poco tiempo de unos cientos a varios miles de amperios de corriente, velocidad de carga, se puede terminar en unos pocos segundos a unos minutos el proceso de carga. El autobús y tranvía de súper capacitancia debe usar esta función en un corto período de tiempo para completar la carga, conducir el vehículo para avanzar.
(2) ciclo de vida largo
Pérdida mínima del proceso de carga y descarga del supercondensador, por lo que su ciclo de vida es infinito en teoría, el real puede llegar a más de 100000 veces, de 10 a 100 veces más alto que la batería.
(3) el rendimiento a baja temperatura es bueno
La carga y descarga del supercondensador se produjo en el proceso de transferencia de carga en la superficie del material activo del electrodo, en su mayoría la atenuación es muy pequeña, por lo que la capacidad con la temperatura y generalmente la amplitud de atenuación de la capacidad de la batería de iones de litio a baja temperatura es tan alta como 70%.
(4) la densidad de energía es demasiado baja
Uno de los cuellos de botella de la aplicación de la densidad de energía del supercondensador es demasiado bajo, solo alrededor de 1/20 de la batería de iones de litio, alrededor de 10 wh / kg. Por lo tanto, no se pueden utilizar como coches eléctricos de potencia principal, principalmente como potencia auxiliar, que se utiliza principalmente para dispositivos de arranque rápido y dispositivos de recuperación de energía de frenado.
Características de la batería de aire de aluminio
(1) el material de bajo costo, alta densidad de energía
El material activo del cátodo de la batería de aire de aluminio es abundante metal aluminio, barato, protección del medio ambiente, el material activo positivo es oxígeno en el aire, la capacidad visual positiva es infinita. Por lo tanto, la batería de aire de aluminio tiene la ventaja de una calidad de luz, un volumen pequeño y una larga vida útil.
(2) la tecnología clave no es un gran avance, aún no ha salido del laboratorio
El problema de la polarización del electrodo de aire y la precipitación de hidróxido de aluminio es uno de los obstáculos importantes que afectan las baterías de aire de metal hacia la comercialización, la mejora del rendimiento de la batería de aire de aluminio en un gran cuello de botella. Está en fase de laboratorio, hay un gran alejamiento de la comercialización.
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