新能源汽车课件氢气汽车教学ppt

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1、氢气汽车一、概述氢气的优点：热值高、能源转化率高（40％以上），续驶里程可与汽油车相当。洁净无污染，噪声低，氢作为代用燃料，其燃烧产物既没有HC、CO和炭烟等污染物，也没有造成温室效应的CO2，惟一的有害排放物是NOx，因此氢是理想的清洁燃料，对于汽油发动机只需稍加改造，就可燃烧氢气。所以有人认为未来的燃料是氢气，氢气燃料汽车是将来最有希望的交通工具。1．氢气的来源2．氢的制备3．氢气的理化性质4．氢气的携带方式及氢气汽车类型1．氢气的来源氢气的来源主要是从水中通过裂解制取，或者来源于各种工业副产品。它既可以借助化工技术从煤、天然气等化石能源制取，也

2、可利用电能、风能、太阳能、水能、地热能、核能等能源均能转化为氢气。据统计，我国在合成氨工业中氢的年回收量可达14×108m3；在氯碱工业中有87×106m3的氢可供回收利用。此外，在冶金工业、发酵制酒厂及丁醇溶剂厂等生产过程中都有大量氢可回收。上述各类工业副产氢的可回收总量，可达15亿m3以上。2．氢的制备两类：一是从矿物燃料及水制氢，需要耗较多的能，从而要利用可再生能如太阳能、水能、风能及核能等制氢；另一类就是利用微生物及纳米技术，利用多种生物质及微生物制氢，这也可以认为是传统与现代制氢的两大类方法。（1）矿物燃料制氢1）天然气制氢：当前主要制氢法

3、是将水蒸气与天然气在650~700℃及镍基催化剂作用下，生产出H2及CO2的混合气，总反应式如下：2）由煤制氢：煤的种类很多，其组成也不一样，可用CH0.8表示其平均成分。在高温下由煤制氢的反应式如下：3）由渣油制氢：用CH1.8表示渣油的组分，总反应式：（2）水制氢1）电解水制氢：当向安装正、负电极的电解槽通低压电流时，则在正极产生氧，而在负极产生氢。2）热化学法及混合法：热化学法就是在高温(2500℃以上)下，把水直接裂解为氢和氧。3）光解法制氢：这是在研究中的新方法。光解法制氢是在光催化剂的作用下，利用光能将水分解氢和氧，其反应可以下列总式表示

4、：3．氢气的理化性质（1）氢气在常温、常压下是无色、无味、无毒的气体，其分子式是H2。氢气的组成决定了其理化性能。（2）最轻：氢气的分子量等于2，其密度仅为空气的1/14.5。（3）沸点最低：氢的沸点为-252.8℃，属超低温。（4）理论混合比最大：氢的理论混合比为34.48（5）质量低热值最大：氢的质量低热值为119.9MJ/kg（6）分子变更系数最小：氢是上列燃料中，燃烧后的分子数比燃烧前少的惟一燃料，故分子变更系数最小，等于0.8521（7）不含碳的燃料，废气中的主要成分是燃烧后的生成物H2O、空气中的N2，燃烧后空气中剩余的O2以及在高温下生

5、成的NOx没有汽油及柴油车所排出的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质，不会诱发光化学烟雾，也没有导致地球温室效应的CO2。（8）容积系数最小：氢相对于汽油的容积系数为3210。（9）自燃点高：氢的自燃点为400℃，比汽油、柴油和二甲醚的高。（10）火焰传播速度为4.85m/s，比汽油的0.83m/s高很多；氢是气态燃料，混合气形成质量好、分配均匀，加之火焰传播速度高，允许采用较稀的混合气；氢的自燃温度比汽油高，辛烷值高，允许有较高的压缩比。这些因素都使得燃氢时，热效率较高，燃料消耗率较低。（11）容积系数太小，加上沸点低，决定了氢比其他燃料的储带难

6、度都要大。4．氢气的携带方式及氢气汽车类型（1）压缩氢汽车（2）液化氢汽车（3）吸附氢汽车（1）压缩氢汽车氢气以20～25MPa的压力储存于高压容器中。工作时经降压、计量和混合后进入气缸，也可以直接喷入气缸。（2）液化氢汽车液化氢汽车是指以液态携带氢的氢燃料汽车，工作时液态氢经升温、降压和计量，然后直接喷入气缸，或在机外混合后进入气缸。一般是直接喷入气缸。液态氢缺点：液态氢容器必须耐-253℃下的超低温、材料要求很高、管道及阀门要求有极高的绝热能力及耐低温能力、液体氢是很难密封的，各接头处还必须非常密封。（3）吸附氢汽车吸附氢汽车是指以金属氢化物或碳

7、纳米管携带氢的氢燃料汽车，工作时，储存于金属氢化物或碳纳米管中的氢释放出来直接喷入气缸，或在机外与空气混合后进入气缸。二、氢气燃料汽车的应用1．氢气燃料汽车的发展现状2．动力性动力性较差，这意味着氢燃料发动机的功率、转矩和氢燃料汽车的爬坡能力、加速能力较差，最高车速较低。3．排放性氢完全燃烧的产物只有H2O这么一种无害的物质，实际上由于空气参与燃烧，空气中的氮在燃烧的高温下会生成NOx在废气中还会含有未参与燃烧的N2和剩余的O2，以及没有来得及燃烧的H2。4．氢气汽车的使用安全（1）氢燃料更为安全的方面的优点：1）氢的自燃温度高，若无高温火源，一般不

8、会着火；2）氢的密度小，扩散系数大，即使发生泄漏，也会很快扩散到空气中去。因此，在开放空间，氢几乎不会着火燃