要实现氢能源汽车在工业交通中的大规模应用,还需要企业和科研机构的共同努力,加大对氢能源技术的研发和推广力度,建设完善的氢能基础设施,推动氢能源汽车的市场化进程。燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,其中质量传输是燃料电池中至关重要的过程之一。质量传输是指燃料和氧气在电极表面的传输过程,它直接影响着燃料电池的性能和效率。下面将介绍燃料电池质量传输的基本原理和影响因素。燃料电池中的质量传输主要包括燃料的传输和氧气的传输。燃料的传输是指燃料在燃料电池阳极的传输过程,而氧气的传输是指氧气在燃料电池阴极的传输过程。在燃料电池中,燃料和氧气通过电解质层相互传输,与电极上的催化剂发生反应,产生电子和离子,从而产生电能。燃料电池质量传输的效率受多种因素影响。首先是电解质层的渗透性。电解质层的渗透性决定了燃料和氧气在电解质层中的传输速率,直接影响燃料电池的性能。其次是电极催化剂的活性和分布。电极催化剂的活性决定了燃料和氧气在电极表面的反应速率,而电极催化剂的分布均匀性则影响了燃料电池的整体性能。此外,燃料和氧气的浓度梯度、温度和压力等因素也会对质量传输产生影响。为了提高燃料电池的质量传输效率。
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。
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