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磷酸燃料电池是当前商业化发展

电池 2024-08-19 18:16

一、磷酸燃料电池是当前商业化发展

磷酸燃料电池是当前商业化发展中备受瞩目的一种清洁能源技术。作为一种高效、环保的能源转换设备,磷酸燃料电池在能源行业中具有极大的潜力和发展前景。本文将深入探讨磷酸燃料电池的工作原理、优势特点以及在不同领域中的应用前景。

磷酸燃料电池的工作原理

磷酸燃料电池是一种利用氢气和氧气反应产生电能的电化学设备。其工作原理基于氢气在阳极被氧化生成正离子和电子,正离子穿过电解质膜传递至阴极与氧气反应生成水,而电子则通过外部电路形成电流,完成氢气和氧气的电化学反应并输出电能。

磷酸燃料电池的优势特点

  • 高效率:磷酸燃料电池能够将化学能高效转化为电能,具有较高的能量转换效率。
  • 环保:磷酸燃料电池在反应过程中只产生水和少量二氧化碳,不会产生有害气体和排放物,是一种清洁能源。
  • 稳定性:磷酸燃料电池具有较好的稳定性和长周期使用能力,能够持续稳定地输出电能。
  • 快速响应:磷酸燃料电池启动快速,响应时间短,适用于对能源供应要求较高的场景。

磷酸燃料电池在不同领域中的应用前景

磷酸燃料电池作为一种高效清洁的能源转换技术,具有广泛的应用前景,涉及能源、交通、航空航天等多个领域。

在能源领域,磷酸燃料电池可以作为独立的电源单元,为家庭、企业、甚至城市提供可靠的电力供应。其高效率、环保和稳定性使其成为替代传统燃料电池的理想选择,将为能源行业带来革命性变革。

在交通领域,磷酸燃料电池的快速响应特性使其适用于电动汽车等需要快速充电的场合。随着电动汽车的普及和交通运输领域对清洁能源的需求增加,磷酸燃料电池有望成为未来交通领域的主流动力技术。

在航空航天领域,磷酸燃料电池也展现出巨大的应用潜力。其高能量转换效率和快速响应特性适合飞机、卫星等航空航天器件的能源供应,可以提高设备的使用效率和可靠性。

结语

综上所述,磷酸燃料电池作为一种高效、环保的清洁能源技术,具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。未来随着技术的不断进步和市场需求的增长,磷酸燃料电池将在能源领域、交通领域、航空航天领域等多个领域发挥重要作用,推动清洁能源的发展与应用。

二、磷酸铁锂电池属于燃料电池么?

不属于

所谓磷酸铁锂离子电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。在新能源汽车发展的早期阶段,磷酸铁锂离子电池因其热稳定性优越、安全性好、开发成本低等优势,成为了各大厂商的首选。

但是随着技术的不断发展,型能更优越的三元锂离子电池出现了,相比起来,磷酸铁锂离子电池的能量密度较低,在续航里程相同的情况下,搭载磷酸铁锂离子电池的车辆自重更高,笔直导致能耗不理想。

三、如何区分“正磷酸、次磷酸、亚磷酸、偏磷酸、焦磷酸、磷酸一氢根、磷酸二氢根”?

H2PO4-是H3PO4失去一个H+后的,由于剩下两个氢,所以叫磷酸二氢根,

HPO42-就叫磷酸一氢根了。

H3PO4是磷酸,HPO3是偏磷酸,这两种酸中磷都是+5价的。

H3PO3是亚磷酸,磷是+3价的。

H3PO2是次磷酸,磷是+1价的。

H4P2O7是焦磷酸,是两个磷酸分子脱去一个水分子后的产物。

四、氢燃料电池为什么叫燃料电池?

氢燃料电池是是过氢、氧结合燃烧产生电能,故称燃料电池。

五、磷酸亚磷酸次磷酸的酸性?

次磷酸最强,磷酸最弱。次磷酸中有两个与P直接相连的H,这两个H有很强的极化能力,将P周围的电子云拉向这两个H,使得P的有效核电荷数增大,把O-H键的电子云拉向P,使O—H键中电子云变得稀薄,引力减小,也就是削弱了O—H键,H容易电离。亚磷酸中P-H键只有一个。磷酸中没有。所以强度顺序如上。

六、为何汽车巨头纷纷拥抱磷酸铁锂电池?磷酸铁锂电池真的安全吗?

呃,戴姆勒的领导不是已经把答案讲的很明白了么……

“使用更便宜但功率较低的磷酸铁锂电池,以遏制其入门级车型中某些金属价格飙升

所以,核心的原因就是便宜呀。

一、磷酸铁锂的价格优势

三元锂和磷酸铁锂同样都是为新能源汽车动力电池作为原材料服务,但是两者之间的价格差距还是比较明显的,2021年523型三元材料年均价在176722元/吨,2021年动力型磷酸铁锂年均价在60510元/吨;两者价差在116212元/吨;2022年4月523型三元材料月均价在370000元/吨,2022年4月动力型磷酸铁锂月均价在159357元/吨,价差进一步拉宽至210643元/吨。

所以,同样是动力电池,很显然,选择磷酸铁锂作为原材料可以更好的降低成本,尤其是今年依赖,动力电池上游原材料价格大涨,几乎是涨价到离谱的地步,简直是让人匪夷所思。尤其是今年依赖,镍价“作妖”,使原料三元前驱体的价格上升,且三元材料中的另一原料碳酸锂的用量比例较高,价格一直趋于高位。

所以,既然都能做动力电池,有便宜的原材料为什么不用呢?

二、磷酸铁锂电池的体验劣势在哪里?

三元锂电池和磷酸铁锂电池在我的理解里最大的不同就是温度和能量密度,至于其中复杂的化学原理,作为消费者感觉并没有太多知道的必要。

1.三元锂在低温情况下的表现比较好,充电功率和性能表现都比磷酸铁锂好不少,这个低温的阈值大约在-10°左右,也就是低于这个温度的情况下,磷酸铁锂的充电效率和性能表现将会有一定的下降。

2.三元锂的能量密度更高,由于采用了更活泼的金属元素,主流的三元锂电池能量密度普遍在(140wh/kg~160 wh/kg),部分重量能量密度能够达到180Wh-240Wh/kg。而磷酸铁锂电池的能量密度为一般为90-110 W/kg;部分创新设计的刀片电池,能量密度可达120W/kg-140W/kg。

三、电池包技术进步带来对材料劣势的改善

在目前新能源汽车的动力电池结构上,并不是直接把三元锂或者磷酸铁锂材料做的电芯直接用的,而是用了系统性的结构——电池包。

首先,最内层是电芯,就是三元锂或磷酸铁锂材料做的电芯,很多电芯在一起就组成了模组,一般来说,模组是动力电池的基本单元,这就相当于电池的肉体。

然后,我们把若干个模组放在一起就构成了动力电池的主体部分,然后我们用上下底板把模组固定住,并在模组内部设置动力电池热管理系统,热管理系统包括温度传感器和液冷管道,还有相关的管理控制器。这个就相当于给电池穿了一件内衣。

最后,上下底板之外,再安装上下外壳,这些上下壳体都会采用专门的设计,减小重量的同时保证电池包高强度及刚度,并保证一定的密封性。这就等于给电池穿了一件外衣。

通过上面的说明,我们可以看见,除了电池材料本身之外,实际上动力电池的整体体验和其他设计还存在有巨大的关系,实质上我们应该判断其整体的能力。

举个不是很恰当的例子,比如人和黑熊相比,肯定是黑熊更加强壮,但是如果坐在坦克里的人,一定可以打赢一头黑熊。这就是因为坦克给了人一个整体的防护能力,我们在判断安全性的时候,应该结合这个整体一起来判断。

而磷酸铁锂电池就是这样,虽然磷酸铁锂电池的弱点在于低温性能不好,但是因为我们设计了恒温电池包,在要用车之前,我们可以通过电池包里的BMS系统感知到电池温度较低,主动给电池加热啊,把电池温度提高到一个适合的温度不就行了?

又比如磷酸铁锂的能量密度不高,但是我们可以改革电池包的格式啊,用创新的方式来设计电池包,这里不得不说到刀片电池和比亚迪的CTP技术。这个技术对于普通消费者来说,不是很好理解,而且非常容易和CTP技术进行混淆,当然学术领域的解释其实有很多了,我这里说一点比较粗浅的比喻,便于大家理解:

1,动力电池主要包括外壳和电芯,就像一个袋子里装满了5号电池,最早的技术,就是几个电池装一个盒子,然后几个盒子装一个箱子,然后把箱子装进汽车底盘,然后盖上底盘的上下盖,这就算好了。

2,到了CTP时代,通过技术研发,电池更安全了,不需要再包一层盒子了,我们就直接把电池装进箱子里,然后把箱子装进汽车底盘,然后盖上底盘的上下盖,这就算好了,这些盒子的空间可以装更多的电池了。

3,到了CTB时代,现在电池太安全了,连箱子都不要了,我们把电池加上一些辅件,直接就装进地盘里,然后盖上底盘的上下盖,这就算好了,这下盒子和箱子的空间都节约了,装的电池更多了。

所以,通过这些技术基本上把磷酸铁锂电池的短板都补上了,在消费者体验端,感觉就没有那么差了。

四、选择中有个性价比的问题

实事求是的说,尽管采用了很多措施,但是在低温情况下,磷酸铁锂电池的充电和续航能力确实在今天表现出来依然不如三元锂,很简单的道理就是你给电池加热也要用电,这样能用在续航上的电就更少了。

而且在冬天给磷酸铁锂充电的体验是比较差的,尤其是使用公共充电桩的时候,一般去的时候车辆都没有什么电了,很可能车辆出于保证行驶的需要,不会自动给电池加热,然后到了电站之后,要用相当长的时间给动力电池充电才能到一个效率比较高的区间。这就造成了等待时间过长的问题。

但是,虽然有这些问题,但是在巨大的价格优势面前还是会带来一个性价比的选择,比如有的消费者会觉得即便是体验有所下降,可是整车价格立减2万完全是可以接受的。就好像开头的戴姆勒的领导所说的“在入门级车型”上,可能就更适合用磷酸铁锂电池。

五、消费者选择电池的一些建议

(1)用车和停车环境比较寒冷的地区,尽量选择三元锂电池(低温性更好),温度比较好的南方地区,可以选择铁锂电池(价格便宜,充电效率稍低)。

(2)在目前的情况下,电池容量越大,续航越有保障,无论什么辅助技术都不如电池多10度电那么可靠。

(3)风冷电池在高温或低温环境的安全和效率可能受限,尽量选择液冷恒温电池。


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七、燃料电池汽车对燃料电池有哪些要求呢?

我认为,最重要的条件是:

安全

其次能够达到如下要求:

环保无污染

材料来源广泛

廉价

能量转化效率高

基本上能够达到上述要求,就可以商用了。

八、磷酸二氢钾


磷酸二氢钾(化学式:KH2PO4),又称为磷酸氢二钾或单磷酸二氢钾,是一种重要的磷酸盐化合物。它是无色结晶性固体,在水中具有良好的可溶性。

物理性质

磷酸二氢钾是一种无味、无臭的结晶体。其相对分子质量为136.09 g/mol,密度为2.338 g/cm³。磷酸二氢钾的熔点约为252°C,沸点约为400°C。它在常温下能够吸湿,并且能迅速溶解于水和甲醇。

化学性质

磷酸二氢钾是一种弱酸性化合物,其酸性比磷酸钠强。在水中,磷酸二氢钾会部分离解,生成氢氧根离子(OH-)和磷酸二氢根离子(H2PO4-)。这使得磷酸二氢钾成为一种理想的缓冲剂,在实验室和工业生产中得到广泛应用。

与其他盐类不同,磷酸二氢钾具有一些特殊的化学性质。例如,它在高温下会发生脱水反应,生成焦磷酸钾(KPO3)。此外,磷酸二氢钾还可用作氧化剂,能够与还原剂发生反应。这些特性使得磷酸二氢钾在一些特定的化学反应中发挥重要作用。

应用领域

磷酸二氢钾具有多种应用领域。以下是其中一些常见的应用:

  • 作为缓冲剂:由于磷酸二氢钾具有良好的缓冲能力,可用于调节溶液的酸碱度,常用于生化实验、细胞培养等领域。
  • 作为氮磷钾肥料的原料:磷酸二氢钾可以与其他化肥成分混合使用,制成高效的氮磷钾复合肥料。这种肥料对作物生长有促进作用。
  • 作为阻燃剂:磷酸二氢钾可以用于制备阻燃剂,可在塑料、橡胶等材料中起到阻止火焰蔓延的作用。
  • 作为食品添加剂:由于磷酸二氢钾对人体无害,因此被批准用作食品添加剂,用于调节食品的pH值、增加食品的营养价值等。
  • 用于制备洗涤剂:磷酸二氢钾可以与脂肪醇聚氧乙烯醚等物质反应,制备出具有良好清洁性能的洗涤剂。

安全注意事项

磷酸二氢钾是一种相对安全的化合物,但在使用过程中仍需注意以下事项:

  • 避免与强氧化剂接触:磷酸二氢钾具有一定的氧化性,在处理时应避免与强氧化剂接触,以免发生危险反应。
  • 避免吸入和接触皮肤:磷酸二氢钾可引起刺激,使用时应戴好防护手套和口罩,避免吸入粉尘或接触皮肤。
  • 储存注意:应将磷酸二氢钾存放在干燥、通风良好的地方,远离火源和易燃物。
  • 儿童远离:磷酸二氢钾应放置在儿童无法接触到的地方,以免误食。

总之,磷酸二氢钾作为一种重要的化合物,在生活和工业中发挥着重要作用。它的物理性质和化学性质使其具有广泛的应用前景,并且对环境和人体安全的影响相对较小。当我们使用磷酸二氢钾时,一定要按照正确的操作方法和安全注意事项来进行,以确保工作和生活的安全。

九、燃料电池技术?

      燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。 

    它是继 水力发电 、热能发电和 原子能发电之后的第四种发电技术。 

十、什么燃料电池?

燃料电池就是把燃料所具有的化学能直接转换成电能的一种装置,又叫电化学发电器。