燃料电池及其发展介绍(PPT 91页)
所属分类:发展战略
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一、工作原理(workprinciple)
反应物燃料(如H2)与氧化剂(如O2)发生电
化学反应获得电能的装置
1.Structureandreactions
workingprincipleoffuelcell
2.Contrastwithconventionalchemicalbatteries
1)常规电池
-储能装置
2)燃料电池
-能量转换装置
3.contrastwithheatengine热机
热力发电机:燃料—蒸汽—汽轮机—发电机—电能
(40%)
燃料—内燃机—发电机—电能
燃料电池:燃料—燃料电池—电能
(40-60%)
电池反应法拉第效率—副反应
实际输出电压与可逆电势差—极化
生成物为液态—相转变
二、特点(Characteristics)
1.不受卡诺循环限制,能量转换效率高;
2.清洁能源;
3.负载响应速度快;
4.良好的建设、运行和维护特性,应用范围广阔;
5.燃料来源广泛,副产物水和热可回收利用。
不足:
价格昂贵,高温时寿命和稳定性不理想,缺少完善的燃料供应体系
三、FC系统(Fuelcellsystems)
H2的来源
1.电解水
2.重整:用化石燃料及醇类等含氢化合物通过化学反应制备H2的过程。
甲醇
天然气、丙烷气、丁烷气
汽油、煤油等石油制品
3.煤炭气化
4.从废气、垃圾、家畜粪便中提取甲烷进行重整
四、分类(Classification)
所用燃料:直接型,间接型,再生型
工作温度:低温,中温,高温,超高温
电解质类型:
低中温型
碱性燃料电池(AFC)
磷酸燃料電池(PAFC)
质子交换膜燃料电池(PEMFC)
[直接甲醇燃料电池(DMFC)]
高温型
熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)
固态氧化物燃料电池(SOFC)
(p182Table10-2)
五、发展和应用(developmentandapplications)
稳定的氢氧化钾电解质
主要为空间任务,包括航天飞机提供动力和饮用水
磷酸燃料电池(PAFC)
使用液体磷酸为电解质,通常位于碳化硅基质中。
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