基于全球節(jié)能減排的背景,對能實現(xiàn)"零排放"的氫能源在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。根據(jù)目前船舶主動力裝置的形式,探討了氫能源在船舶上可能應(yīng)用的兩種形式,對氫燃料電池在船舶上的應(yīng)用進(jìn)行了分析;提出氫能源在船舶上應(yīng)用需解決氫燃料儲存、氫燃料運(yùn)輸及供給等問題;最后對氫能源在船上應(yīng)用過程中的風(fēng)險提出了相應(yīng)的防范措施。 

【文章來源】：青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2020,41(04)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

液氫運(yùn)輸船概念圖

氫燃料電池以氫氣作為還原劑，以氧氣作為氧化劑。如圖2所示，當(dāng)電池工作時，氫氣和氧氣分別供給相應(yīng)的兩個電極，在電極催化劑的作用下，氫氣和氧氣通過反應(yīng)生成水，氫電極有多余的電子帶負(fù)電荷，而氧電極則缺少電子帶正電荷，這樣就構(gòu)成了一個電源，直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，不需要熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，因此效率比較高。在理論上，氫燃料電池的效率能達(dá)100%，實際效率已達(dá)60%-80%，是普通內(nèi)燃機(jī)熱效率的2至3倍。氫燃料電池作為船舶動力裝置，還需將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。這就需要船舶設(shè)置電力推進(jìn)系統(tǒng)。船舶的電力推進(jìn)系統(tǒng)通常由原動機(jī)、電能分配系統(tǒng)與存儲系統(tǒng)、推進(jìn)組件三大子系統(tǒng)組成[5]。

如圖3所示，氫燃料電池工作時，通過氫氣和氧氣供應(yīng)系統(tǒng)提供一定的氫氣和氧氣。氣體通過增濕分系統(tǒng)增濕。為了達(dá)到船舶的啟動功率，燃料電池里面設(shè)有燃料電池堆單元。加濕后的氣體進(jìn)入氫氧燃料電池堆單元，進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，再通過各自的循環(huán)分系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)使用。使用過程中釋放出的熱量通過冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，來控制電池堆的溫度，保證它的正常工作。燃料電池所產(chǎn)生的電能通過電力系統(tǒng)輸送給配電單元，使電機(jī)驅(qū)動螺旋槳，為船舶提供前進(jìn)動力或儲存在儲能單元[6,7]。由于氫氧燃料電池產(chǎn)生的是直流電，船舶電壓平臺的電壓為48V，所以需對氫氧燃料電池發(fā)出的直流電進(jìn)行DC-DC變換。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢研究[J]. 伍賽特.  機(jī)電信息. 2019(15)
[4]歐洲和韓國正式發(fā)布?xì)淠苈肪€圖[J]. 郭昊.  能源研究與利用. 2019(02)

博士論文
[1]MOFs儲氫應(yīng)用于船舶燃料電池電力推進(jìn)系統(tǒng)的研究[D]. 朱子文.集美大學(xué) 2019

碩士論文
[1]船用動力氫燃料電池性能優(yōu)化研究[D]. 馮娟.江蘇科技大學(xué) 2018
[2]典型船舶燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)及儲氫技術(shù)研究[D]. 朱子文.集美大學(xué) 2015



本文編號：3513074