[发明专利]光-氢-电燃料电池车模

说明书

技术领域：

本发明涉及一种车模。

背景技术：

汽车的发明与应用极大地推动了社会经济和社会生产力的发展。汽车工业在当代经济生活中发挥了巨大的作用，是当今世界最大、最重要的工业部门之一，成为世界大多数国家的支柱产业。

但与此同时，随着汽车保有量的大幅度增加，汽车工业的发展带来对石油资源需求的急剧增加和对环境污染的日益加剧引起了人们的关注。

能源和环境是人类赖以生存的基础。能源短缺和环境污染一直是制约各国经济发展不可忽视的重要因素，它将直接影响到一个国家能否可持续发展。因此，世界各国都对环境与能源问题给予了高度重视。

就全世界范围来说，根据国际上目前通行的能源预测数据，石油将在40年内枯竭，天然气将在60年内用光，煤炭也只能用200年。寻找新型能源和可替代能源已经成为人类社会可持续发展的必由之路。电能几乎可以由世界上任何能源产生，所以电动汽车是改变这种对石油资源不健康依赖关系的最好解决方案。除了能源多样性的优点外，使用电动汽车的另一个优点是能量利用效率高。经测算，当所有电能由以石油为燃料的发电厂产生时，电动汽车的效率比燃油车高40％左右。电动汽车的使用可以大大减少石油消耗，既可以节约能源又可以节省资金。

全球汽车保有量的不断攀升使得环境污染越来越严重。研究表明，造成大气污染的气体主要有非甲烷有机物、氮氧化合物和一氧化碳。据统计，在美国有43％的非甲烷有机物、57％的氮氧化合物和82％的一氧化碳都是通过汽车排放产生的，而全世界20％的一氧化碳排放量来源于汽车废气。在过去100年中，氮氧化合物在空气中的含量上升了15％。另外，汽车尾气也是产生酸雨、光化学烟雾等致使环境恶化的重要因素之一。近年来，温室效应问题受到全世界的广泛关注。在人为因素产生的温室气体中(主要是二氧化碳)有25％是由交通运输业带来的，每加仑汽油从生产、销售到用于驱动汽车大约要产生2.5磅二氧化碳。据统计，从19世纪中期到现在，地球平均温度升高了1℃。

近几十年来，世界各国一直致力于研究开发和推广使用各种低排放汽车，以解决空气污染问题。与60年代的汽车相比，如今燃油汽车的有害气体排放量已经减少到70％。尽管取得了如此大的进步，但由于汽车总量和行驶里程的不断增加，汽车仍是造成大气污染的主要污染源。并且随着各种排放法规的日益严格，单纯从内燃机上入手，排放和经济性之间的矛盾一直不能从根本上解决。因此，电动汽车是当前能满足“零排放”要求的首选。

燃料电池工作过程不涉及燃烧，比蒸汽机、内燃机等能量转换效率高得多。丰田等汽车公司实验得出结论，汽油车效率从油箱到车轮为16％，而氢燃料电池车为60％，效率提高近四倍。另外，燃料电池很少需要维修，因为氢气里没有腐蚀性的杂质，也没有碳阻塞燃烧室。此外，燃料电池反应产物是水，不仅解决了常规能源短缺的问题，也真正实现零排放，具有环保节能、无噪音、无污染、燃料利用率高等优势。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种环保节能、燃料利用率高的光-氢-电燃料电池车模。

本发明的技术解决方案是：

一种光-氢-电燃料电池车模，其特征是：包括由质子交换膜燃料电池提供动力的燃料电池车，质子交换膜燃料电池的质子交换膜与氢气和氧气储存装置连接，氢气和氧气储存装置设置在燃料电池车，并由太阳能制氢装置提供氢气和氧气。

所述氢气和氧气储存装置包括水槽，水槽中设置储氢罐和储氧罐，储氢罐和储氧罐上部分别与太阳能制氢装置的供氢管、供氧管相通，储氢罐和储氧罐下部与水槽相通，储氢罐和储氧罐上部分别通过管道与质子交换膜燃料电池的质子交换膜连接，水槽与储水囊连接。

太阳能制氢装置包括太阳能电池板，太阳能电池板与电解水模块连接，电解水模块通过氢气输送管道和氧气输送管道分别与储氢量筒、储氧量筒连接，储氢量筒通过供氢管与储氢罐相通，储氧量筒通过供氧管与储氧罐相通。

本发明装置分为两大环节：太阳能制氢部分与燃料电池车。

制氢原理为：太阳能电板吸收光能通过光电转换，将转化的电能作为电解水所需要的能量。这个过程的化学方程式为：2H₂O+电能+催化剂→2H₂+O₂。

这个过程就是电解水的过程，产生的氢气和氧气被储存在储气量筒中。这里的储气量筒就如同加油站里的储油桶一样。

当要给小车“加油”时，打开三岔导气进气管的止水夹，氢气、氧气在储气量筒中水压的作用下直接被输送到小车的储氢装置和储氧装置中储存起来。这一反应过程相当于普通化学电池的充电过程。