燃料
關注創建者：技術支持 創建時間：2020-04-29
燃料的視頻教程
燃料電池發動機技術現狀與展望
關于燃料電池汽車發動機技術現狀與展望 為什么發展燃料電池技術 燃料電池發動機技術現狀 燃料電池發動機技術挑戰與展望 EPLAN在燃料電池發動機設計中的應用
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氫能燃料電池汽車發展的機遇與挑戰
本視頻中，歐陽明高院士介紹了面向能源革命的新能源汽車愿景，讓大家更清楚了解氫燃料電池汽車在整個新能源革命中的位置；以及清華團隊在氫燃料電池方面做的探索和實踐；中國燃料電池汽車技術路線圖2020年版。
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化工新能源中的機理和機器學習建模—從燃料電池的系統到部件的機理及機器學習建模案例介紹
化工新能源中的機理和機器學習建模—從燃料電池的系統到部件的機理及機器學習建模案例介紹 直播時間：3月12日 19:30 課時章節：第1節課（共1節） 適用人群：想要了解學習機理和機器學習建模在化工新能源中的應用 背景： 很多的新能源尤其是燃料電池系統其實也算一個小型的化工系統，這個系統可能使用氫氣或者天然氣作為燃料來發電驅動汽車或者向電網輸送，也可能是在逆向運行采用電網的電來分解水制氫。
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燃料的實例教程
圖片來源：企查查
實際上，不僅是相關企業注冊量增多，去年以來，燃料電池產業鏈的投融資金額也在大幅增加。中汽中心此前發布的數據顯示，2020年我國在氫燃料電池產業鏈的投融資金額達515.2億元，同比增長78.5%。其中氫燃料電池系統環節的投融資金額達196.8億元，約占當年產業鏈總投資額的38%，其余投資為汽車、電堆、膜電極、雙極板等環節投資。
燃料電池企業投融資及企業注冊量大幅增長背后是我國燃料電池汽車廣闊的發展前景。早在2019年，我國就已確定了氫燃料電池汽車將與純電動汽車長期并存、互為補充的地位。2020年，我國發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》還提出了氫燃料電池汽車的發展規劃，即到2025年，新能源汽車銷量將占總銷量20%左右，氫燃料電池汽車保有量要達到10萬輛左右；到2035年，新能源汽車成為主流，占總銷量50%以上，氫燃料電池汽車保有量要達到100萬輛左右，同時，該《路線圖》還對氫燃料電池及整車技術指標作了具體要求。
此外，五部門發布的《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》還明確將選擇符合條件的城市群，開展燃料電池汽車的示范應用。根據最新報道，京滬粵冀豫等地擬被納入燃料電池汽車示范應用城市群。按照要求，這些城市將把此前報送的實施方案進行修改之后在4月30日前上報給五部門，并由專家委員會進行評審并確定最終名單。
根據相關報道，首批燃料電池汽車示范城市群名單有望在未來兩到三個月內公布。
中汽中心今年預測，若今年上半年氫燃料電池汽車示范城市落地，基于各地氫燃料電池汽車發展規劃、部分地區對氫燃料電池汽車的支持力度以及2022年冬奧會影響，今年氫燃料電池汽車產量很有可能超過10000輛。
展開 除了核燃料保障供應外，中國在乏燃料大規模處理方面也存在短板。眾所周知的是，在整個核能體系中，乏燃料的后處理是不容忽視的一個環節。乏燃料又稱輻照核燃料，是經受過輻射照射、使用過的核燃料，通常由核電站的核反應堆產生。沒有處理廠，我國商業核電站的乏燃料只能存在水池中，一般核電站的水池設計容量僅能滿足其17年左右的乏燃料總量。
國內機構預測，到2020年，乏燃料累積量將達到7000余噸，2025年累積量將達到14000余噸。同時，乏燃料具有很強的放射性，如果處置不當將引發難以估量的災難。隨著乏燃料在堆貯存水池的逐漸滿容，我國在乏燃料離堆貯存、運輸等方面進行了積極探索。后處理中試廠已完成熱調試工作，驗證了相關工藝和設備，正在進一步完善配套設施，形成生產能力。在此發展背景下，乏燃料管理相關設施建設、設備制造、技術開發、技術服務、原材料生產等領域有強烈的需求和巨大的發展空間。
展開 燃料電池是一種通過使燃料氣體和氧化劑氣體發生電化學反應而將燃料的化學能轉化為電能的發電裝置，又稱電化學發電器。它是繼水力發電、熱能發電和原子能發電之后的第四種發電技術。由于燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能，不受卡諾循環效應的限制，因此效率高。
另外，燃料電池用燃料和氧氣作為原料，當樣氣中的氧進入燃料電池后，將獲取電子轉換成離子態，再通過電解質的傳遞最終與陽極發生化學反應。反應物之一是樣氣中的氧，另一反應物是存儲在電池中的陽極，綜合反應是樣氣中的氧分子和陽極發生氧化反應，最終生成陽極材料的氧化物。這種反應類似于燃料電池的反應機理，因此稱此類傳感器為燃料電池式。在化學反應中，陽、陽極之間發生電子遷移，如用導線將共連接，將會有電流產生，該電流的大小與進入傳感器中的氧分子數量成正比關系，因此只要準確測量出陽、陽極之問的電流便可得出樣氣中的氧含量。
燃料電池式氧氣體分析儀的核心部件是傳感器。傳感器是一種將化學能轉換成電能的裝置，一般由陰極、陽極和電解質等組成。燃料電池式氧氣體分析儀的使用較為廣泛，既可用于測量微量氧，也可用于測量常量氧(區別在于滲透膜的厚度）。但在測量常量氧時其測量精度和長期使用的穩定性均不如磁式微量氧氣體分析儀，只適用于要求不高的場所。但在測量微量氧時，燃料電池式微量氧氣體分析儀則具有較大優勢，測量下限可達 0.1 ×10-6，而磁式氧分析儀的測量下限一般為 0.1%。因此燃料電池式微量氧氣體分析儀一般應用于專業的高純氣體生產以及對氧含量需精準控制的電子生產廠家等。
事實上， 燃料電池氧傳感器是完全免維護的。但是在使用過程中，需要經常校準，確保其測試的準確性工采網推薦美國AII 氧氣傳感器微量氧氣燃料電池 - PSR-12-223。
展開 【引言】
質子陶瓷燃料電池，像它們的高溫固體氧化物燃料電池對應物一樣，可以直接使用氫氣和碳氫化合物燃料以高于50％的效率發電。過去大部分的碳氧化合物燃料電池，主要關注于氧離子傳導電解質的固體氧化物燃料電池。但是，當這種燃料電池直接以含烴和/或含硫燃料運行時會發生碳沉積（焦化）和硫中毒，導致隨著時間的推移嚴重的電池的性能下降。盡管研究表明碳氫化合物燃料質子陶瓷燃料電池具有良好的性能和抗焦化能力，但還沒有關于長期耐久性的系統研究。
【成果簡介】
近日，美國馬里蘭大學的Chuancheng Duan和ryan O’Hayre（共同通訊）作者等人，研究了在500至600℃之間，11種不同燃料（氫氣，甲烷，家用天然氣（含和不含硫化氫），丙烷，正丁烷，異丁烷，異辛烷，甲醇，乙醇和氨）的質子陶瓷燃料電池的長期測試結果。經過6000多個小時的電池測試，幾種燃料中都表現出優異的性能和卓越的耐用性（在大多數情況下，每1000小時降解量低于1.5個百分點），而無需對電池組成或結構進行任何修正。電池可以容忍大幅度的溫度的波動，即使經過數千小時的運行，也沒有觀察到焦化現象。同時，對于低溫和高溫燃料電池而言，硫磺是一種臭名昭著的毒物，當與商用燃料一致供應時，不會影響質子陶瓷燃料電池的性能。質子陶瓷燃料電池器件展現的燃料靈活性和長期耐用性凸顯了該技術的前景以及其商業應用的潛力。相關成果以“Highly durable, coking and sulfur tolerant, fuel-flexible protonic ceramic fuel cells”為題發表在Nature上。
展開 車用燃料電池系統控制策略
燃料電池運行過程中的反應氣饑餓、動態電位循環及高電位是引起催化劑及其載體等材料衰減的主要原因。此外，一些極限條件如零度以下儲存與啟動、高污染環境也會造成燃料電池不可逆轉的衰減。歸納起來這些衰減因素主要包括在以下幾種車輛運行的典型工況中：1)動態循環工況；2)啟動/停車過程；3)連續低載或怠速運行；4)低溫貯存與啟動過程。下面重點對四種工況下引起的衰減機理進行分析，并介紹可能采取的解決對策。
動態循環工況
動態循環工況是指車輛運行過程中由于路況不同燃料電池輸出功率隨載荷的變化過程。通常車用燃料電池系統是采用空壓機或鼓風機供氣。研究顯示，燃料電池在加載瞬間，由于空壓機或鼓風機的響應滯后于加載的電信號，會引起燃料電池出現短期饑餓現象，即反應氣供應不能維持所需要的輸出電流，造成電壓瞬間過低。尤其是當燃料電池堆各單節阻力分配不完全均勻時，會造成阻力大的某一節或幾節首先出現反極，在空氣側會產生氫氣，造成局部熱點，甚至失效。此外，動態載荷循環工況也會引起燃料電池電位在0.5～0.9 V之間頻繁變化，在車輛5500h的運行壽命內，車用燃料電池要承受高達30萬次電位動態循環，這種電位頻繁變化，會使催化劑及炭載體加速衰減，因此需要針對動態工況采用一定的控制策略減緩衰減。
采用二次電池、超級電容器等儲能裝置與燃料電池構建電- 電混合動力，既可減小燃料電池輸出功率變化速率，又可以避免燃料電池載荷的大幅度波動。
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燃料的最新內容
二氧化氮的主要來源于化石燃料的高溫燃燒過程，包括機動車尾氣排放、工業鍋爐燃燒、發電廠煙氣等。它對人體健康直接構成嚴重威脅——刺激呼吸道、誘發哮喘、降低肺功能，長期暴露還會增加呼吸系統疾病的發病風險。
若傳感器與控制器采用分體式結構，兩者之間不可避免地會引入額外的管道連接，這些連接不僅增加了流體的“死體積”，容易產生湍流效應，影響測量的線性度與重復性，更會拉長控制回路的響應時間，對于半導體制造、生物制藥或燃料電池測試等對氣體流量響應速度要求達到毫秒級的尖端應用而言，這種延遲往往是致命的。
如何對提升閥系統進行節能優化？13天前
方案落地：典型應用場景與成效
諾冠的節能優化方案并非紙上談兵，而是已經在多個行業取得了顯著成效：
應用場景 優化方案 節能成效
注塑成型 精確控制合模與注射壓力，避免超壓運行 節能可達15%-25%
氫燃料電池測試 高壓氫氣控制中的精準壓力調節，降低壓縮機負載 顯著降低設備運行成本
工程機械液壓 配合負載敏感控制，實現“所見即所得”的動力輸出 大幅降低燃油或電力消耗
四、典型應用場景
半導體CVD/ALD工藝中頻繁切換反應氣體；
燃料電池測試平臺需模擬不同工況下的氣體配比；
實驗室研發中快速驗證多種氣體組合；
環保監測設備需定期校準與遠程維護。
系統層面的多通道解決方案：模塊化與集成化
當涉及到真正的物理多通道——即需要同時控制多種不同氣體的混合或配比時，布瑯軻鍶特同樣提供了成熟的解決方案，在化學氣相沉積、燃料電池測試或復雜的分析儀器中，往往需要同時精確控制4路、8路甚至更多路的氣體流量。
研究各種界面(前端、后端等)的能帶排列情況
優勢
仿真表面效應及應變影響
考慮溫度對OCV和光電流的影響
催化劑
功能
探究有/無電場條件下的活性位點本質及反應機理(過渡態、反應路徑、反應勢壘)
獲取吸附原子平衡分離距離和馬利肯電荷與外加電場的函數關系
優勢
仿真真正半無限系統的特性
仿真靜電場中的表面化學反應，這對燃料電池工程至關重要
四、應用場景：從半導體到生物制藥
在半導體制造、生物制藥、燃料電池測試、實驗室自動化等領域，布瑯軻鍶特MFC的遠程診斷與維修能力已得到廣泛應用，例如某跨國藥企在全球多個生產基地部署了數百臺Bronkhorst MFC，通過中央控制室統一監控設備狀態，實現“一屏管全廠”的高效管理模式，生產效率提升30%，人工干預減少80%。
三、典型應用場景中的壓降表現
以Bronkhorst EL-FLOW Select系列MFC為例，在標準氮氣（N?）條件下，滿量程為100 slm時，典型壓降僅為0.5 bar（約50 kPa）；而在小流量型號（如10 sccm）中，壓降可低至幾毫巴，這意味著在大多數半導體、燃料電池、實驗室分析或生物反應器等應用中，MFC引入的阻力損失幾乎可以忽略不計。
將控制棒組件與核燃料導向管統一納入多體柔性體動力學（MFBD）框架，實現結構運動、接觸作用與外部載荷的同步求解。
2. 柔性建模：FFlex。 導向管采用梁組（Beam Group），控制棒采用FFlex梁單元。FFlex適用于細長結構，可模擬彎曲和振動響應，并能與接觸算法耦合，相比剛體模型更接近真實工程行為。
3. 接觸建模：曲線-面接觸（FCurve-to-Surface）。
電動高壓比例閥應如何正確選型？1個月前
流量系數（Cv值）與響應速度是決定控制精度的關鍵指標，很多用戶在選型時只關注壓力，卻忽視了流量需求，若Cv值過小，會導致系統響應滯后，無法達到設定壓力；若過大，則會造成控制震蕩，難以微調，此外電動比例閥的響應時間（通常在毫秒級）必須與系統的控制回路相匹配，對于需要快速動態調整的場合，如燃料電池測試或發動機臺架試驗，應選擇具備高頻率響應特性的型號，并配合合適的驅動放大器。
