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燃料电池在汽车中的应用

信息来源:foioo.com  时间:2014-01-08  浏览次数:189

    微通道反应器在燃料电池系统中的应用目的:

  首先,传统的反应器体积庞大、燃料处理设备中存储的大量能量具有很大的危险性,而微通道反应器较之常规反应器体积要小一个数量级以上,安全性好,因此适用于汽车上或移动电源使用;

  其次,目前在燃料电池汽车上大多采用压缩氢气或液氢,然而并没有现存的压缩氢气或液氢供应站,而微通道反应器可利用现有的加油站或加气站,通过化学反应直接将碳氢燃料转化成氢气供给燃料电池,从而无须新建任何的压缩氢气或液氢供应站。基于上述两点原因,微通道反应器开始逐渐受到重视。

  首先,液态汽油或甲醇在蒸发器中蒸发为汽态;而后进入转化反应器,通过部分氧化反应(POX)或水蒸气重整反应(SR)或自热重整反应(ATR),生成H2和CO的混合气体;混合气体进入水煤气转化反应器,CO在其中被反应掉;之后,氢气和少量残余的CO混合气体进入CO清除装置,选择性地将CO进一步氧化,使其含量达到质子交换膜燃料电池要求的10-5以下;最后H2进入燃料电池进行反应发电。

  微通道燃料蒸发器,其尺寸为9cm*10cm*3.8cm,质量为1.8kg,汽油蒸发量为260mL/min,可为50kW燃料电池的燃料处理系统提供燃料。该蒸发器的工作过程为:燃料电池阳极排出的废气(含有8%的H2)进入蒸发器上部的催化板,在Pd的催化作用下,H2发生氧化反应放出热量加热废气,而后废气进入下部的微通道热交换器,使得热交换器另一侧的冷流体(汽油)汽化。

  蒸发器上部的催化板采用Ni为基本材料,每25.4mm(1in)Ni板上上开有60个微孔,通过处理后,在微孔中加载了催化剂Pd。这种Pd/Ni的微孔结构使得气体分子扩散的路径较之采用大颗粒催化剂的常规系统气体扩散路径要小得多,从而使H2的氧化放热反应加快。

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