燃郑电池技术及应用 燃料电池的发明 各种燃料电池的技术 燃料电池的应用
燃料电池技术及应用 • 引言 • 燃料电池的发明 • 各种燃料电池的技术 • 燃料电池的应用
引言 1854年美国打出了世界上第一口油井,曾在 数千年的人类史中闪烁着零星火光的黑色液体, 终于点燃了如火如荼的石油工业。仅仅一百年之 后,由石油和煤支撑起的现代文明社会,已经清 楚地察觉文明之下的危机:地球历经千万年乃至 上亿年历史累积而成的宝藏,在这样的消耗速度 下将会迅速枯竭,大气污染和酸雨等环境问题也 困扰着人们。“能源革命”的呼声从20世纪6 0年代起就日渐高涨,而那正是石油消费量超过 煤炭、成为新一代主体能源的时候
引言 • １８５４年美国打出了世界上第一口油井，曾在 数千年的人类史中闪烁着零星火光的黑色液体， 终于点燃了如火如荼的石油工业。仅仅一百年之 后，由石油和煤支撑起的现代文明社会，已经清 楚地察觉文明之下的危机：地球历经千万年乃至 上亿年历史累积而成的宝藏，在这样的消耗速度 下将会迅速枯竭，大气污染和酸雨等环境问题也 困扰着人们。“能源革命”的呼声从２０世纪６ ０年代起就日渐高涨，而那正是石油消费量超过 煤炭、成为新一代主体能源的时候
燃料电池的发明 早在1839年,英国科学家威廉格罗夫就提出了氢氧燃料电池 的原理。这是一种将化学能直接转换为电能的化学系统,它的主 要部件为两个电极和电解液。在正极(燃料电极),氢气在催化 剂作用下被拆开成为质子(氢离子)和电子,其中氢离子通过电 解液流到负极(氧气电极),而电子不能通过电解液,留在正极, 这样就在两极之间形成了电位差。如果接通两极,氢原子分拆出 的电子就会沿电路从正极流到负极,在那里同氢离子结合后,与 氧气发生反应,生成水并释放出热量。虽然称为燃料电池,其运 作过程中并不会产生明火。产生电能的过程也不需要旋转式发动 机等运动部件。因此燃料电池构造简单,能量利用率高,噪音小 而且稳定。理论上,应用于汽车的燃料电池可以把氢燃料能量的 60~70%转化为动能,而内燃机只能达到20~25%
燃料电池的发明 • 早在１８３９年，英国科学家威廉·格罗夫就提出了氢氧燃料电池 的原理。这是一种将化学能直接转换为电能的化学系统，它的主 要部件为两个电极和电解液。在正极（燃料电极），氢气在催化 剂作用下被拆开成为质子（氢离子）和电子，其中氢离子通过电 解液流到负极（氧气电极），而电子不能通过电解液，留在正极， 这样就在两极之间形成了电位差。如果接通两极，氢原子分拆出 的电子就会沿电路从正极流到负极，在那里同氢离子结合后，与 氧气发生反应，生成水并释放出热量。虽然称为燃料电池，其运 作过程中并不会产生明火。产生电能的过程也不需要旋转式发动 机等运动部件。因此燃料电池构造简单，能量利用率高，噪音小 而且稳定。理论上，应用于汽车的燃料电池可以把氢燃料能量的 ６０～７０％转化为动能，而内燃机只能达到２０～２５％
燃料电池的种类 °固体氧化物燃料电池 氢氧燃料电池 直接甲醇燃料电池
燃料电池的种类 • 固体氧化物燃料电池 • 氢氧燃料电池 • 直接甲醇燃料电池
固体氧化物燃料电池 体氧化物燃料电池采用固体 负载 氧化物作为电解质,除了高 效,环境友好的特点外。 e 无材料腐蚀和电解液腐蚀等 问题;在高的工作温度下电 燃料 池排出的高质量余热可以充 或O 空气 分利用,使其综合效率可由 50%提高到70%以上;它的燃 料适用范围广,不仅能用H2, 产物 还可直接用C0、天然气(甲 阳极 电解质 烷)、煤汽化气,碳氢化合 物、NH2、HS等作燃料。这类 电池最适合于分散和集中发 阴极O2+4e→·20 阳极H2+O2 H2O+2e 电 或CH4+0→·CO,CO2CH4CH 其工作原理如图所示:
固体氧化物燃料电池 • 体氧化物燃料电池采用固体 氧化物作为电解质，除了高 效，环境友好的特点外，它 无材料腐蚀和电解液腐蚀等 问题；在高的工作温度下电 池排出的高质量余热可以充 分利用，使其综合效率可由 50%提高到70%以上； 它的燃 料适用范围广，不仅能用H2， 还可直接用CO、天然气（甲 烷）、煤汽化气，碳氢化合 物、NH3、H2 S等作燃料。这类 电池最适合于分散和集中发 电。 其工作原理如图所示：