燃料电池汽车(FCEV)的工作原理基于燃料电池技术,其核心是将氢气和氧气直接转换成电能,驱动电动机,进而推动汽车前进。以下是燃料电池汽车工作原理的详细步骤:
氢气供应 :氢气从燃料箱中输送到燃料电池的阳极侧。氧气供应:
空气中的氧气通过燃料电池的阴极侧进入。
电化学反应
在阳极,氢气分子在催化剂的作用下分解成质子(H⁺)和电子(e⁻)。
质子通过电解质层向阴极移动,而电子被迫通过外部电路流向阴极。
在阴极,氧气在催化剂的作用下分解成氧原子,并与通过外部电路流向阴极的电子以及穿过电解质的氢离子结合,生成水(H₂O)。
电能生成:
电子通过外部电路流动形成电流,为汽车提供动力。
热效率:
燃料电池理论上可以在接近100%的热效率下运行,但实际效率通常在45%~60%之间,如果考虑排热利用,效率可达80%以上。
环保特性:
燃料电池汽车的唯一副产品是水,因此它们被认为是绿色新型环保汽车。
燃料电池汽车在平稳运行阶段主要由燃料电池提供电力,而在加速或高负荷阶段,锂电池会释放存储的电能,提供额外的电力支持,以应对快速变化的电力需求。