創新分享丨氫能應用—水氫技術

氫能作為未來能源，其最好的應用方式就是燃料電池技術。燃料電池技術是將燃料的化學能直接轉化為電能。區別於一般燃料發電採用熱力循環的方式，如常規火力發電那樣通過鍋爐、汽輪機、發電機先將化學能轉化為熱能，再轉化為機械能最後轉化為電能，它一步到位，減少中間能量轉換的損失，躲開了卡諾循環效率的束縛，可以實現更高的發電效率。

燃料電池的組成

燃料電池的基本單元組成：陽極、陰極和電解質。通過雙極板將燃料電池的基本單元串聯起來，就可以構成燃料電池系統，提供電力供應了。燃料電池的化學反應綜合起來就是氫氣和氧氣反應生成水的過程，其中陽極（負極）為：2H2à4H++4e-，陰極（正極）為：O2+4H++4e-à2H2O。伴隨著電池反應，電池向外輸出電能。只要保持氫氣和氧氣的供給，該燃料電池就會連續不斷地產生電能。

燃料電池的優點

1、淨零排放：無顆粒物、二氧化硫排放，由於工作溫度較低，基本沒有氮氧化物排放。

2、低碳排放：一方面高效發電，另一方面採用低碳燃料，比燃煤發電具有更低的碳排放。

3、能量密度高：單MW佔地僅為179㎡，遠低於燃氣分佈式能方式，適合城市分佈式發電。

4、 複製性強：模塊化生產，組裝方便，便於複製應用。

5、清潔高效：採用氫能或者天然氣等清潔燃料，發電效率可達40%~60%以上，熱電效率可達90%。

燃料電池的瓶頸

首先，製造出氫氣勢必要用容器進行儲存，而氣態儲氫需要使用高壓氣罐將氫氣壓縮、儲存到碳纖維包裹的鋁製氣瓶中，氣體壓力可高達700個大氣壓，氣態儲氫存在儲氫量小、安全性差等缺點；而液態儲氫在氫氣液化過程中需要消耗大量的壓縮功，能耗較高，對容器的絕熱性能要求也較高。

其次，在運輸過程中，由於氫氣的易燃易爆特性，增加加氫站時需要專門鋪設新的管道。這也就意味著想要實現氫燃料電池車的普及，還需要建立一整套配套設施。前期投資成本過高，再加上我國現階段氫燃料相關配套設施尚不完善，造成了氫燃料電池車推廣力度不足的現狀。

用氫不見氫，水氫闢新徑

針對燃料電池氫能氫源的瓶頸難題，及傳統鋰電池能效比低和充電難、汙染轉移等問題，廣東合即得能源科技有限公司多年來致力於研發水氫技術

水氫機中有三個系統，即制氫系統、發電系統和控制集成系統。制氫系統以甲醇水溶液（甲醇與水的摩爾比為1:1）為原料，通過汽化——催化重整——純化轉化成超高純氫氣，為發電系統（質子膜系統）供氫，氫氣純度高達99.9999%；發電系統以制氫系統產生的氫氣為原料，通過質子膜系統產生電能；控制集成系統由氫、氧、水、熱、電、信號等進行交互結合而成，包括制氫系統與發電系統之間的調氣子系統、控制氧氣的泵系統、換熱系統、熱回收利用系統、生成水回收系統、發出電的導流輸出控制系統、各部件信號傳輸系統及整體軟件協調控制系統等。

水氫機是一種無汙染、長效、穩定可靠的動力電源，是一款對環境十分友好的發電機。水氫機可根據不同實用環境和要求而變動，具有很大的適應性，既能用於陸地也能用於深海，既可做動力電源，又能作長壽命高比能的信號電源，是一款十分強大的電源，有很廣闊的應用前景。

水氫技術市場應用前景

水氫技術是一種綠色、高效的氫能應用技術，雖然因目前還沒有被大規模普及應用而不為大多數人所熟知，但它卻有著我們已知燃料電池、鋰電池無可比擬的特點。目前，水氫技術在電動汽車、通訊基站電源、充電等領域顯示出巨大的應用前景。

水氫汽車

水氫汽車是水氫技術在電動車上的應用，它直接利用水氫動力系統為電機供電，從而為汽車提供動力，水氫動力系統替代了傳統電動汽車中的鋰電池，只要原料箱中有充足的水氫原料即可保證水氫汽車的續航能力。它可有效緩解充電基礎設施覆蓋不足的問題，還可以減少充電設施的投入。

水氫汽車具有內燃機汽車一樣的續航能力卻沒有排放；具有傳統電動車的環保性和便捷性卻沒有充電難題，具有氫燃料電池汽車一樣的綠色動力卻沒有加氫難題。

基站電源

水氫機作為通信基站電源壽命長，連續用電時間久、維護便捷、環境適應性強以及零汙染等。截止2017年水氫機在廣州、東莞、惠州等地陸續提供高效的新能源基站電源方案，目前已經部署多個基站以及供電系統。

△水氫基站直供電源

水氫充電車、水氫充電站

水氫移動充電車以水氫發電技術基礎開發的一款可在其服務半徑內為其他電動車提供移動充電服務的移動充電車，可在1小時內為電動汽車充滿電，唯一排放物為水和少量碳排，無需依賴國家電網電力資源，可有效的解決充電設施建設難，新能源汽車充電難的問題。

△水氫移動充電車

水氫充電站是水氫技術在充電基礎設施領域的應用，直接利用水氫發電模塊為充電站供電，安裝不受電網限制，不存在接電難、線路容量負荷等問題，可以有效解決充電設施建設難、電動汽車充電難的問題。

△離網型水氫充電站

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關鍵字: 氫能 新能源汽車 效率