海南氢能技术服务企业

燃料电池电堆是发动机系统的关键部件，是燃料电池发动机的动力来源，对燃料电池发动机的关键性能和成本具有较大的影响。电堆的主要材料包括膜电极、双极板、端板等，其中膜电极是燃料电池电堆的关键部件，对电堆的性能、寿命和成本具有关键影响，膜电极又可以分为催化剂、扩散层、质子交换膜等。随着终端领域的推广，电堆产业发展快速。膜电极、双极板、质子交换膜虽然生产规模较小，但已有国产化能力。供氢系统将氢从氢气罐输送到燃料电池电堆，由空气过滤器、空气压缩机和加湿器组成的供气系统为燃料电池堆提供氧气，水热管理系统采用单独的水和冷却剂回路来消除废热和反应产物（水）。在供氢系统中，空压机是车用燃料电池发动机的“肺”，提供电堆反应所需的氧气。氢燃料电池车是可持续交通的重要组成部分。海南氢能技术服务企业

燃料电池系统指用于车辆、游艇、航空航天及水下动力设备等作为驱动动力电源或辅助动力,通过电化学反应过程将反应物(燃料和氧化剂)的化学能转化为电能和热能的系统。燃料电池系统原理如图3-1所示,整个燃料电池系统由燃料电池堆、空气供应子系统、氢气供应子系统、水热管理子系统、控制子系统组成。燃料电池堆是整个系统电化学反应的场所,其他子系统主要是相互协调确保燃料电池堆的电化学反应能够正常、高效可靠地工作。燃料电池堆由多个单体电池、隔板、冷却板、进气歧管等构成,是把富氢气体和空气进行电化学反应生成直流电,并同时产生热、水等其他副产物的总成。燃料电池堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成。将双极板与膜电极三合一组件 (MEA)交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢,即构成质子交换膜燃料电池堆。海南氢能技术服务企业氢能技术的应用将成为推动世界能源转型的重要手段之一，为可持续发展做出贡献。

燃料电池系统需要加湿反应气体，对于采用质子交换膜的燃料电池系统而言，气体反应物的相对湿度对膜的性能的影响是至关重要的。膜传输质子时需要质子以水合离子的形式存在，而干燥的膜不具备传导质子的能力。因此，对反应气体进行加湿以保证质子交换膜的湿润,是增加质子交换膜的质子传导能力不可缺少的方法。增加反应气体的相对湿度会提高质子交换膜的电导率，降低膜电阻，从而提高燃料电池系统的输出性能；但相对湿度过高也容易导致燃料电池堆内部发生水淹，从而影响其性能。现在燃料电池堆采用的加湿技术主要分为内部加湿、自加湿和外部加湿三种。内部加湿是利用燃料电池反应生成的水和水在质子交换膜内的传递特性，实现膜的自增湿；自加湿法是将催化铂金微粒子加入质子交换膜中，在燃料电池发电时，依靠膜内自动生成的水来增湿；外部加湿是在燃料电池之外加上一个部件，使水蒸气和反应气体同时进入电池组中。

额定净输出功率：燃料电池发动机在制造厂规定的额定工况下能够持续工作的净输出功率,即燃料电池堆输出功率减去辅助系统消耗功率后所剩的功率,单位为千瓦(kW)?额定净输出功率反映了燃料电池发动机在较常用的额定工况下为整车提供功率输出的能力。过载功率及过载功率持续时间，过载功率反映了燃料电池发动机在较高车速下的后备功率输出能力,仍然由车辆行驶的功率平衡方程可知,它决定了整车在极限工况下的动力学性能?过载功率持续时间与过载功率成对使用,单位为秒(s)。燃料电池发动机单位体积能够输出的额定功率,单位为kW/L?体积比功率反映燃料电池系统设计的空间紧凑程度,与汽车总布置形式密切相关。使用氢能技术可以减少大气污染，改善环境状况，促进可持续发展。

氢气在一定的压力和温度下呈液态，常压时液态氢的密度是气态氢的 845 倍，占体积小。液氢的体积能量密度高，其单位热值约为汽油的 3 倍。与金属氢化物储存等其它方法相比，液氢储存时自身的质量较轻。液氢的添加和计量与传统液态燃料相似，液氢的这些特点有利于车用燃料的储存要求。但是，液氢对储存容器的绝热和安全性设计要求很高。液氢与环境温度相差很大，蒸发损失及将气态氢经高压低温变成液态氢损失使氢液的成本较大，难于大量建立供给站及在民用车辆上应用。所谓金属氢化物储氢，是先将特殊金属与氢反应生成金属氢化物，使用时再加热金属氢化物释放氢供作燃料。研究应用的储氢金属或合金主要有钛系、稀土系、镁系等。氢气车的维护成本相对较低，具有较高的经济性和可持续性。海南氢能技术服务企业

随着氢能技术的快速发展，其在未来的应用领域及市场前景将会越来越普遍。海南氢能技术服务企业

常见的氢燃料电池有PEMFC（质子交换膜燃料电池）和SOFC（固态氧化物燃料电池)两类。由于SOFC属于高温燃料电池，需要在500℃以上的温度工作，并随之带来启动时间长，部件寿命短的问题，因此不太适宜应用于普通的汽车产品上。目前绝大多数情况下，提到的燃料电池汽车指的是采用了PEMFC技术（工作温度约70℃）的车型。虽然燃料电池被给予了厚望，但从目前的情况看燃料电池在性能、寿命、成本以及基础设施成熟度上都存在着不小的瓶颈，分别导致了“不好用”、“不耐用”、“用不起”、“用不了”的问题。加氢站的建设成本非常高，一个站点预计需要投入500万以上，投资回收期很长。短期内增多加氢站数量也是较为困难的。海南氢能技术服务企业