氫能的主要利用方式

1、氫能的主要利用方式氫能由于來源多樣、清潔低碳、靈活高效、應用場景豐富等優(yōu)點，被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。并已成為全球新一輪碳減排和碳中和的首選方向，被多個國家納入能源戰(zhàn)略部署中。氫能的利用方式主要有氫內燃機、燃料電池：氫內燃機保留了傳統(tǒng)內燃機的主要結構和系統(tǒng)，可以利用工業(yè)副產(chǎn)氫氣，通過燃燒方式轉化能量達到與燃料電池相近的熱效率，并具有低成本的顯著優(yōu)勢。燃料電池具有效率高、零排放的優(yōu)點，但其技術難度大、成本高、對配套體系建設依賴強。下面筆者帶領大家了解這兩種氫能利用方式。一、氫內燃機1、進氣道噴射氫內燃機對于進氣道噴射氫內燃機，由于缸內殘余熱量和高溫排氣等因素的影響，新鮮氫氣與空氣混合

2、氣在進氣門關閉前就已點燃產(chǎn)生回火現(xiàn)象。這種不正常燃燒對氫內燃機的穩(wěn)定性、可靠性和安全性產(chǎn)生非常不利的影響。從已發(fā)表的文獻看，回火的原因主要與點火系統(tǒng)、燃燒室設計和氣道內混合氣濃度等因素有關。2021年12月21日，“玉柴”發(fā)布了中國首臺商用車氫內燃機。采用了高壓多點進氣道噴射技術、高效低慣量渦輪增壓技術、高效稀薄燃燒技術等多項先進的專項技術，并對整機結構、燃燒和配氣等子系統(tǒng)進行了優(yōu)化升級，攻克了氫內燃機易回火、易爆震等技術難題。從“玉柴”官方的報道可以看出，此次“玉柴”發(fā)布的氫內燃機為進氣道噴射氫內燃機。2、缸內直噴氫內燃機與進氣道噴射相比，缸內直噴氫內燃機可以在進氣門關閉后再噴射，避免氫氣回

3、流進入進氣道導致回火。在相同工況下，直噴氫內燃機可以采用更稀薄的燃燒方式，提升熱效率。缸內直噴氫內燃機與進氣道噴射內燃機的比較見圖1。由圖1可知，在相同工況下，缸內直噴氫內燃機的功率在3種內燃機中最高。目前，氫氣噴嘴是制約缸內直噴氫內燃機各項性能提升的關鍵，低壓、大流量噴嘴設計開發(fā)是缸內直噴氫內燃機走向實際應用的必經(jīng)之路。譏功率（相比于汽汕機）/%圖1缸內直噴氫內燃機與進氣道噴射內燃機的比較二、燃料電池譏功率（相比于汽汕機）/%圖1缸內直噴氫內燃機與進氣道噴射內燃機的比較二、燃料電池涓量比燃燒轉速相同效率相同溫度相同燃料汽汕燃料電池是以氫氣為燃料，通過電化學反應將燃料中的化學能直接轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。膜電極是燃料電池的核心組件，直接決定了燃料電池的功率密度耐久性和使用壽命。根據(jù)膜電極內電解質的不同，可將燃料電池分為堿性燃料電池(AFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)等。其中，質子交換膜燃料