燃料電池及其發展介紹(PPT 91頁)

燃料電池及其發展
一、工作原理（workprinciple)
反應物燃料（如H2)與氧化劑（如O2)發生電
化學反應獲得電能的裝置
1.Structureandreactions
workingprincipleoffuelcell
2.Contrastwithconventionalchemicalbatteries
1）常規電池
-儲能裝置
2）燃料電池
-能量轉換裝置
3.contrastwithheatengine熱機
熱力發電機：燃料—蒸汽—汽輪機—發電機—電能
（40%）
燃料—內燃機—發電機—電能
燃料電池：燃料—燃料電池—電能
（40-60%）
電池反應法拉第效率—副反應
實際輸出電壓與可逆電勢差—極化
生成物為液態—相轉變
二、特點（Characteristics)
1.不受卡諾循環限製，能量轉換效率高；
2.清潔能源；
3.負載響應速度快；
4.良好的建設、運行和維護特性，應用範圍廣闊；
5.燃料來源廣泛，副產物水和熱可回收利用。
不足：
價格昂貴，高溫時壽命和穩定性不理想，缺少完善的燃料供應體係
三、FC係統（Fuelcellsystems)
H2的來源
1.電解水
2.重整：用化石燃料及醇類等含氫化合物通過化學反應製備H2的過程。
甲醇
天然氣、丙烷氣、丁烷氣
汽油、煤油等石油製品
3.煤炭氣化
4.從廢氣、垃圾、家畜糞便中提取甲烷進行重整
四、分類（Classification）
所用燃料：直接型，間接型，再生型
工作溫度：低溫，中溫，高溫，超高溫
電解質類型：
低中溫型
堿性燃料電池（AFC）
磷酸燃料電池（PAFC）
質子交換膜燃料電池（PEMFC）
[直接甲醇燃料電池（DMFC）]
高溫型
熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）
固態氧化物燃料電池（SOFC）
(p182Table10-2)
五、發展和應用（developmentandapplications)
穩定的氫氧化鉀電解質
主要為空間任務，包括航天飛機提供動力和飲用水
磷酸燃料電池（PAFC）
使用液體磷酸為電解質，通常位於碳化矽基質中。
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