燃料电池及其发展介绍(PPT 91页)

燃料电池及其发展
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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