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质子交换膜燃料电池

Overview

资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

美国会消耗大量的能源 — — 当前速率是每年大约 9 京 7500 兆英国热量单位。绝大多数 (90%) 的这种能量来自非可再生燃料来源。这种能量用于发电 (39%)、 运输 (28%)、 (22%),工业和住宅/商业使用 (11%)。因为世界有这些非可再生能源的供应有限,美国 (及其他) 扩大使用可再生能源来满足未来的能源需求。这些来源之一就是氢。

氢气被认为是潜在可再生燃料来源,因为它能够满足许多重要的标准: 它是可用国内,它具有几个有害的污染物,它的能源效率,和它的容易驾驭。而氢是宇宙中最丰富的元素,它是仅见于在地球上的复合形态。举个例子,是在水中的氧结合作为 H2o。要有用作为燃料,它需要的 H2气体形式。因此,如果氢作为燃料用于汽车或其他电子产品,H2需要做出第一次。因此,氢是通常被称为"能源航母"而不是一种"燃料"。

目前,最流行的方式,使 H2气是从化石燃料,通过水蒸气重整的碳氢化合物或煤炭气化。这并不降低对化石燃料的依赖,是能源密集型。较少使用的方法是通过电解水。这也需要一种能源,但它可以是一种可再生的来源,如风能或太阳能。在电解,水 (H2O) 被分裂成它的组成成分,氢气 (H2) 和氧气 (O2),通过电化学的反应。氢气通过电解用质子交换膜 (PEM) 燃料电池,产生电流。此电流可以用于功率电机,灯和其它用电设备。

Procedure

1.利用电解槽生产氢气

  1. 设置电解槽 (图 3)。
  2. 设置气收集瓶,确保蒸馏水的水位外筒位于 0 标记 (图 4)。
  3. 将电解槽连接到气收集瓶 (图 5)。
  4. 将太阳能电池板连接到电解槽使用跳线和暴露在直射阳光下 (图 6)。请注意,如果天公不作美那一天,用灯泡来模拟太阳灯使用。
  5. H2和 O2气体开始进入内筒 (图 7)。监控每个气体的量产于 30 秒的时间间隔,使用规模在外筒上标明。它需要大约 10 分钟填补了内筒与 H2气体。
  6. 当内筒的 H2气体完全充满时,一些泡沫应该摆脱内筒,最终到达地表。在这一点上,太阳能电池板断开电解槽和关闭 cincher H2煤气管,所以没有任何 H2气体逃逸。注意那里氢气产生氧气,作为现在两倍

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Results

在电解过程中,一旦太阳能电池板是连接和暴露在阳光下生成氢气和氧气。它需要大约 10 分钟生成足够多的 H2气体填充内筒 (表 1)。注意的是多了一倍 H2 O2,作为生成平衡方程所示:

2 H2O(l) → 2 H2 (g) + O2 (g)

一旦生成 H2气体和油管连接到燃料电池,燃料电池产生电?...

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Application and Summary

氢是一种灵活的燃料。它可以现场生产供本地使用少量或大量在一个集中的设施。氢可以用于发电用水只作为副产品 (前提是可再生的能源,如风力涡轮机,来源用来生成氢气)。例如,在科罗拉多州博尔德,Wind2H2 项目有风力涡轮机和太阳能电池板连接到电解槽生产氢气从水,然后将其用于存储在他们的氢气加气站。

也可以使用该过程,使汽车在氢气 (H2) 而不是化...

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Overview

1:16

Principles of Hydrogen Fuel Cells

4:31

Using an Electrolyzer to Produce Hydrogen Gas

6:01

Fuel Cell Operation

6:46

Applications

9:18

Summary

此集合中的视频:

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