最近搜过
相关热搜榜
现在，满大街跑的新能源车，能源基本上都是锂离子电池，可以说已经遍地开花了。但锂子电池并非电能存储的终点，沿着元素周期表往下找到钠，可以降低成本，提高安全性，往上找到氢，就能提高能量密度。
钠离子电池，原理和锂离子差不多，只不过用储量更丰富更便宜的钠代替了锂，甚至连生产线都不用换，只是能量密度会有所下降。
要能量密度高，就得用氢，氢比钠还丰富，甚至是宇宙第一，别看有那么多数都数不过来的恒星，一秒不停的聚变了几十亿年，氢元素也只是被轻微地消耗了一点点，仍然占宇宙物质总量的绝对多数，在这方面，不可能有超过氢的元素了。氢怎么用呢？最高级的，当然是可控核聚变了，只是永远还要五十年。第二种，就是直接烧，就像内燃机烧汽油柴油一样，化学能直接转化为机械能，只不过用氢气代替。第三种，就是充当电池的原料，这就是氢燃料电池了。说是电池，是因为它确实会产生电能，但另一方面，与其说它是电池，不如说是个发电机，当它没电了，满血复活的办法并不是充电，而是加氢，这就跟锂离子钠离子电池不一样了。
那么，氢燃料电池是怎么发出电来的呢？简单地说，就是水的电解反应的逆向过程。把水进行电解，可以得到氢气和氧气，但这个过程可不是把电极往水里一插，通上电就行的。因为纯水的导电性很弱，所以还得给水加上电解质，比如硫酸或者氢氧化钾，用来增强导电性。以氢氧化钾为例，给溶液通上电，阴极就聚集了电子，而溶液中的阳离子，既有水的氢离子，也有电解质的钾离子，钾比氢更活泼，更容易失去电子，反过来，得电子的能力，就是氢比钾更强，所以阴极上的电子会优先与氢离子结合。在阳极，就是吸引了带负电的氢氧根，四个氢氧根放出四个电子，生成两个水分子和一个氧分子，宏观上看，就是一头生成了氢气，一头生成了氧气。使用一下逆向思维，如果把这个过程倒过来，让氢和氧结合成水，不就往外放电了吗？
给阳极（燃料极）提供氢气，给阴极（空气极）提供氧气，电解质中的带正电的氢离子就会从阳极跑到阴极，同时电子也沿着外部回路从阳极移动到阴极，氢离子加电子加氧原子，在阴极结合，达成电中性，生成水。氢的燃烧，相当于氢离子带着电子直接冲向氧原子，能量直接以热的形式释放，而燃料电池是让氢离子和电子走了两条路，分进合击，能量以电的形式释放。这个过程，可以理解成“可控缓慢燃烧”，反正最后的结果也的确是“烧”成水了。不过，以上只是原理，真正实现起来，还得靠一系列的具体技术去落实。比如，常温下氢气氧气是不会直接发生反应的，在空气中燃烧，也得用火源来点一下子，在燃料电池里面，当然不能点明火，而是用铂基催化剂来达成这个效果，通常使用高比表面积的碳，纳米级别的铂颗粒附着在上面，然后再均匀分散在电极上。此外，还需要有质子交换膜（电解质）、气体扩散层、双极板、密封件、端板和集流板这些构件。
你可能不是行业专家，但你一定有独特的观点和视角，赶紧和业内人士分享吧！
我要投稿
投稿须知
178 0012 6383
发布日期：2024-01-12 14:33:59 浏览次数：165
178 0012 6383