文档介绍：氢燃料电池汽车的环境效益分析
石油、煤炭、天然气燃烧产物主要是二氧化碳,造成地球温度逐年升高。同时,化石燃料中还含有杂质,特别是硫、氮、磷、砷等,燃烧产物酸性,造成大气污染和酸雨,而且还导致温室效应的加剧,刺激皮肤,引起哮喘等多种呼吸道疾病。我国的能源结构以煤为主(约占75%左右),且随着经济建设的迅速发展,能源的消耗量日益增加。
针对这些情况,我们必须找到一种储量大、后续性强、热效率高、储存形式多的环保型清洁能源,氢能源正是这样一种优质能源。在石化燃料日益减少的情况下,我国能源本来就不占优势再加之人均资源占有不足,这就势必要求我国必须比其他国家更重视后续能源的开发利用,而汽车这种机动性强的现代交通工具只能采用“含能体能源”,所以氢能源无疑成为一个新兴的热点。
一、氢燃料电池车的原理
氢燃料电池车的工作原理是:将氢气送到燃料电池的阳极板(负极),经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的一个电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板(正极),而电子是不能通过质子交换膜的,这个电子,只能经外部电路,到达燃料电池阴极板,从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后,与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧,可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,给阴极板供应空气,并及时把水(蒸气)带走,就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电,经逆变器、控制器等装置,给电动机供电,
再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动,就可使车辆在路上行驶。与传统汽车相比,燃料电池车能量转化效率高达60-80%,为内燃机的2~3倍。燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是水,它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳,也没有硫和微粒排出。
因此,氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染汽车,氢燃料是完美的汽车能源!
二、氢燃料电池车的环境效益分析
1 氢燃料电池汽车的优势分析
(1)从长远来看,汽车产业肯定要走一条可持续发展的道路,石油、天然气、煤炭等资源不可再生,终究会有枯竭的一天,人类最终必然要利用可再生能源或者替代能源。而氢的最大来源是水,特别是海水,根据计算9吨水可以生产出1吨氢(及8吨氧),氢气燃烧热值是28900千卡/公斤,而且氢与氧的燃烧产物就是水,因而,水可以再生。由此可见,以水为原料制氢,可使氢的制取和利用实现良性循环,取之不尽,用之不竭。氢作为汽车代用燃料具有良好的行进加速性、燃料适应性、低温起动性好、超低排放、全工况高效率等优点。
(2)我也有了一定的基础,水电解制氢、生物质气化制氢等制氢方法已形成规模。其中低价电电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法。另外,用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用,这可以降低氢能应用成本。
(3)氢燃烧的产物是水,不会污染环境,真正实现了零污染的目标。
2 燃油汽车与氢燃料电池汽车的环境指标比较
燃油汽车环境指标
传统燃油汽车在运行过程中会产生大量的有害气体,不但污染环境,还影响人类健康。污染物主要包括:
(1)碳氢化合物(HC):汽车尾气的碳氢化合物中含苯、甲苯和二甲苯等有害物质。其中以苯的危害最大,它是一种致癌物质。
(2)氮氧化合物(NOx):这是一种强烈的