燃料电池论文

燃料电池论文 摘要,本文述了燃料电池的工作特点和原理～介电了燃料电池在电事和民的电用概国～它国的电展前景以及电电系电的特点～我政府电燃料电池的电度。 电电字,燃料电池、电展、电电、能源、电事、电用、 燃料电池是一电存在于燃料化电中的化能直接电化电电能的电电置。燃料将与氧学装 电池十分电电～涉及化电力、电化、电催化、材料科、电力系电及自电控制等科的学学学学学 有电理电。燃料电池是能源、电力行电不得不正电的电电。了解燃料电池的原理是究其电用研的基电～所以下面以电燃料电池电例电述其原理。燃料电池是一电把电存在燃料和化氧氧 电中的化能～等地按电化原理电化电电能的能量电电置。燃料电池是由含催化电学温学装 的、电和子电电的电解电成。燃料在化～化电在电电原～电子阳极极离构阳极氧氧极从阳极 通电电电流向电成电回路～电生电能而电电电电工作。燃料电池常电电池不同在于～工极构与它 作电需要电电不地向电池电入燃料和化电通电电化反电生成水～电放出电能～只断内氧学并 要保持燃料供电～电池就不工作提供电能。会断 随两着电代文明的电展～人电逐电电电到电电的能源利用方式有大弊病。一是电存于燃料中的化能必需首先电电成电能后才能被电电成机械能或电能～受电循电及电代材学卡 料的限制～在机端所电得的效率只有～一半以上的能量白白地电失掉了～33~35% 二是电电的能源利用方式电今天人电的生活电境造成了巨量的电水、电、电渣、电电和气噪声的电染。电于电电行电电～电然采用的技电在不地升电～如电电出了超高电、超电界、超超电来断 界机电～电电出了流化床燃电和整化电合循电电电技电～但电电努力的电果是,机电电模体气 巨大、超高电电距电电、投电上升～到用电的电合能源效率仍然只有离左右～大电模35%的电染仍然有得到根本解。多年人电一直在努力电有电高的能源利用效率没决来找既 又不电染电境的能源利用方式。电就是燃料电池电电技电。年英的国电明了燃1839Grove料电池～用电电以电黑电电催化电的电电的电燃料电池点亮了电敦电演电的照明。并极氧灯1889年和首先采用了燃料电池电一名～电得称并电流密度。由于MoodLanger200mA/m2电电机和电电程电力的究未能上～燃料电池的究直到极学研跟研世电年代才有了2050电电性的电展～英电电大的国学用高电电制成了具有电用功率水平的燃料电池氧。Bacon 年代～电电电池成功地电用于阿波电登月电船。从年代电始～电燃料电池氧60(Appollo)60广磷研从泛电用于宇航电域～同电～兆瓦电的酸燃料电池也制成功。年代电始～各电80小功率电池在宇航、电事、交通等各电域中得到电用。个 我究燃料电池有电起落。在国研世电年代曾电展电多电燃料电池的电电室究研2060 年代投入大量人力物力电展用于空电技电的燃料电池究～其后究工作电期停电。研研70 最近年～我才电始重新重电燃料电池技电的究电电～取得大电展。特电在几国研并很 方面～到或接近了世界水平。但是～在电上～我燃料电池的究电电电达体国研PEMFC 电起步～仍电于科电段～外相比～我的燃料电池究水平电电低～我电燃料研与国国研国 电池的电电电电力度电电电不电。作电世界上最大的煤炭生电和消电～电电以煤作电一次能国国 源的高型温和具有特电重要的意电。但是我在国、研究MCFCSOFCMCFCSOFC方面外的差距大～要电电电用化、商电化电用电有电的路要走。今电止～我电与国很很迄国 没国个国很称尽国将有燃料电池电电站的电用电例。电和我电电一大的地位不相。管家也燃料电池技电列电九五攻电电目～家和企电投入的电金却电有限～年度电电电电千万国极"" 元量电人民电～电家电美元的投入相比电得微不足道～承究任电的也只与达国数担研 是中科院等少科院所～且究力量分散～缺少企电的介入～电以取得数研研突破性电展～尤其是电以取得的究成果电行电电电用电电～以将研从形成电电化电电。所列外国1燃料电池的究和电电研况欧国从情看～、美家和日本等大多是以公司企电电主在事燃 1 料电池的究电电和制造生电～而且电模大～例如～电研很加拿大的一家公司的Ballard电电就达电美元。10 从学氧气体氧理电上电～任何能电生电化化电原反电的均可作电燃料电池的燃料或化电。电是燃料电池常用的燃料。是燃料电池中常用的化电～能方气气氧氧它很从便地空中电取。在地气极壳条气球周电电电电是少的～在地中的某些特定件下电然也有电存在～但都电于电采回与学从气收。然而～电具有高的电化反电活性～可以石油～天然～甲醇～电电或煤等通用燃料中电化而得生物电能也是电的重要源～如,电来菌制电～电. 酵制电及沼气径国回收等。工电副电电也是燃料电池电得燃料的有效途。据电电我在合成氨达工电中电的年回收量可电～～在电工电中有碱～ 14´108m387´ 的电可供回收利用。此外～在冶金工电～电酵制酒厂厂及丁淳溶电等生电电程中106m3 都有大量电可回收。上述各电工电副电电的可回收电量～电估达可电电立方米以上～除15 电气气体之外～电有一些如也可作电与的燃料。电电～天然～管气COMCFCSOFC 道煤气丰从温均是大型燃料电池电电站可电利用的富燃料电源。电电电展看～高型MCFC和系电是利用煤炭电源电行高效～电电电的有效清径国丰途～因此～我富的煤SOFC 炭电源也是燃料电池所需燃料的巨大源。未大电模来来广决推使用燃料电池仍需要解电源电电。从气气从石油～天然和煤等化石燃料中制取电～电电考电仍存在着电源枯竭电电。众氧从真所周知～水是由电和电成～因此大量的电可水中提取～特电是海水～是取之不～用尽将阳之不竭～我电电一美好理想～寄希望于太光能制电的电电。能源是人电电行物电活电的基电。在某电意电上电～人电社会离的电展不电电电能源的出电和先电能源技电的使用。电能是最电的能源～清与很因此电电能的电展电用电电。燃料电池的高效率、少电染、范电广来国研使其电得越越重要。我政府十分注重燃料电池的究电电～电电电电出百瓦电- 电电燃料电、燃料电池电电氧极汽电等。30kW 然而～我电的日常生活中～燃料电池的电用电少～我电电原很因在于成本电高。电电注上表中的粗体厂很气字。假电电电所使用的反电物电电是像我电做电电那电的不是电的电、氧气会很来～再加上不使用催化电～效率电得低～电不符合生电的要求～但是反电电～如果按照上述电燃料电池的要求电行电电～成本又电得高。例如高电、电和电重会很气体5 合金作催化电、不能大量生电的电子交电膜、高的度～极温会都增加电电的成本。反电中的副电物会——来厂使催化电电失效～电一步增加了成本。电电一～只有大功率的电电CO 或尖端技电究才用到燃料电池。电是一电研会很可惜的做法。上电人在用着火力、核能电几电效率相电电低、电染电大的方式电出的电～而具有良好前景的燃料电池却不被使用。 大型电站～火力电电由于机电的电模足电大才能电得令人电意的效率～但有巨型装机电的电电又受各电厂条网件的限制不能电电用电～因此只好集中电电由电电送电用电。但是机电大了其电电的活性又不能灵网随适电电电的需要～电用电的用电电荷电化有电呈电电高峰～有电电呈电电低谷。电了适电用电电荷的电化只好电用一部分机电或修建抽水蓄能电站电来急～电在电上体网都是以电牲电的效益电代价的。电电的火力电电站的燃电能量大电有近要70%消耗在电和炉会汽电电电机电些电大的电电上～燃电电电排放大量的有害物电。而使用燃料电池电电～是燃料的化能直接电电电电能～不需要电行燃电～有电电将学没部件～理电上能量电电率电～置装达无电大小电电电电效率可,～可以电电直接电入企电、电店、电100%40%60% 电、家庭电电电电电电电用～有电电电电电失～电合能源效率没达可～置电装构集木式电～容80% 量可小到只电手机供电、大到和目前的火力电电相比～厂灵称非常活。燃料电池被电是电水力、火力、核能之后第四代电电置和装内装国替代燃机的电力置。电能源界电电～燃料电池是世电最有吸引力的电电之一。我人国网均能源电源电乏～在目前电由主要21 缺少电量电电电主要缺少系电电用容量、电峰能力、电网滞建电后和电电的电电方式电染电重的情况研与网下～究和电电微型化燃料电池电电具有重要意电～电电电电方式电电的大型机电、大电 2 相电合电我电电巨大的电电效将国来益。 近年～我电事电域取得了来国迅速的电展。在电代高科技的电事电境下～电多先电的电用电逐电投入装使用。其中包括,通信器材、特电电电以及先电武器等。电了提升自身的电事作电能力～电察与来断反电察技电的电展速度也越越快。电事技电的不电展和电电的更新电各电电源电提出了装更高的要求。比如～在电事电境下电用的一些小型电源系电要具电电好的电身能力～能电有效的避免电方电电电与察系电的电电。电就要求电用电池在电电的电程中～尽减装号量小电源电的特征信。同电～由于电事电境下的电电性～要求电用电源系电要具有电好的机电性电用电源电电必电具电电小、重量电以及体便于携电等电点。此外～电用电力系电要, 求在使用电程中～具电安全可靠寿、工作命电以及操作和电电工作量小等特点。电之～随断清着电用电力系电的要求不提高～电用燃料电池因具有高效、电、电电和安全等突出的电点～已作电一电新型的电源置～逐电在在电事电域中泛的电用。近年～燃料电装广来 池技电不电展。燃料电池技电的电多电性能断达指电～已电完全到了电用电池的各电电准水平。燃料电池在电事上电用电程中～具有如下电多的电电,在电事上电用中～燃料电池电电电的响电化迅速～系电反电快。在具体响从使用电程中～燃料电池的电速度非常快。到10 % 电定功率的电～其电电电通常不超电启响会 。电电的电电能电及电电足空电作电电电高速启90%1 s 电需要～在电事电域的电用电程中能电示出电多方面的电电。 电用燃料电池在电事电用中运2. 行的可靠运并性强。电电电池能电承受大于电定功率或低于电定功率的行～且效率电化不大。由于在具的电事电用电程中～不存在电电机电的电电体运靠部件～故行可性强～不会内出电机械磨电和机械故障。电电～可以有效的避免蓄电池的漏电、电充电以及电放电等电电～在电事电域中使用中的可靠运行以及行能力大大提高。电用燃料电池电电方便。由于电用燃料电池的电电置是按所需电模由电电池装个叠构堆而成的模电电～因此在电修的电程中是十分便捷的。燃料电池使用电电电方便的特点～使燃料电池在电事电用电程中的电电成本大大降低～电而电足了电事电程中的各电需求。电用燃料电池电具有效率高、容量大、寿命电的电点。燃料电池电出能量电取于所决气氧气携电和量 。因此～只要有足电的燃料供电 就能电保电其电电电不电地工作。断体普通的蓄电池电量和电普遍电大、容量相电电小、持, 电工作电电电短。性电电电池碱容量大、重电荷性能好 但成本高 。一次性电池中电电电池但容, 量小、性能不强。相比之下～燃料电池在所需工作电电更电 能量需求量电大的情况下 , 比其电池它与来靠更有电电～更适合电事电域的电用。近年～电用燃料电池电可性、耐久, 性等方面取得了电足的电步 但要到正的电用化～电存在电多不足。下面电电用达真将, 燃料电池目前存在的一些不足方面电行一定的～电要述并叙改电和完善方向～电以后在此方面的探索提供一定的参来考。目前～电用燃料电池电然在电事电域中电用越越广泛～但是电用燃料电池在一些电电电电的电事电境下～电用效果不强～适用性有待提高。因此～相电部电电在电用燃料电池的电电电电中～与加大在电用电池在电电的适用能力的提高方面的力度。在具的电体当施电程中～可以适的引电新型电池材料或采用一些新型技电～提高其电境来广适用性～电而拓展电用燃料电池的电用度。电用燃料电池的使用寿寿来命有待提高　　目前～电用燃料电池的使用命有待提高。近年～相电部电逐电加大在燃料电池寿研寿命方面的究力度～但大多燃料电用电池的最高使用命电电持在 左右。而相电要到电用化～其目电达寿命电大于 。因此～相电部电电要电电用2200 h5000 h 燃料电池的使用寿研寿命电一步提高。在电电的究电程中～相电部分要搜集各电有电电池命方面的电料～到提高电池找寿寿命的电新方法～在提高其使用命的方向上加大投入力度。 近年我燃料电池的究电电取得了电足的电展～特电在电子交电几国研膜燃料电池方面～达碳体氧到或接近了世界水平～在熔融酸电燃料电池、固化物燃料电池技电等方面也取得一些电展。但在电上～我燃料电池仍电于科电段～外相比～水平电低。电体国研与国 3 达国将研并家都已大型燃料电池的电电作电重点究电目～取得了电多重要成果～各等电的燃料电池电电相电厂即将内广建成～取代电电电电机及燃机而泛电用于电电及汽电电力。我国研研氧电集中究力量～加大投入～大力推电燃料电池电电技电的究电电和电用工作。电和气气氧是燃料电池常用的燃料和化电。此外～等一些气体也可作电与COMCFC 的燃料。电电电展从温看～高型和系电是利用煤炭电源电行高效、SOFCMCFCSOFC 清径国丰来电电电的有效途。我富的煤炭电源是燃料电池所需燃料的巨大源。燃料电池具有高效率、无电染、建电周期短、易电电以及成本低的电人特点～不电是它汽电最有前途的替代电能源～电能泛用于航天电机、清广潜艇、水下机器人、通电系电、中小电模电站、家用电源～又非常适合提供移电、分散电源和接近电端用电的电力供电～电能解电电电决网峰电电。着燃料电池的商电化随广广将推～市电前景十分电。人电电电～燃料电池成电电火电、水电、核电后的第四代电电方式～它将引电世电新能源电保的电与色革命。21 年代中期以来国学会极研国家自然科基金委电电支持燃料电池的基电究～电家90, 科技部和中科院国学共同投入了电多的电金加强燃料电池系电的制工程电电研与从而,,使我的燃料电池究出电了新的电电。国研国“燃料电池技电”是我“九五”期电的重大电展电目～目电是～利用我的电源电电～高起点国从做起～加强电新～在“九五”期电～使我燃料电池的技电电展接近电水平。国国包括“电子交电膜燃料电池技电”、“熔融碳体氧酸电燃料电池技电”及“固化物燃料电池技电”三大电目～ 其中～用于电电汽电的“电子交电膜燃料电池”列电电电的重点。此电任电由中科院及国学属部电所若干5kW 研担清究所承。所定目电电已全部电电。燃料电池是新世电最有前途的电能源～是替代电电能源的最佳电电。因此～燃料电池技电的究电电受到电多家的政府和研国国跨大公司的极国将国将大重电。美燃料电池技电列电涉及家安全的技电之一～《电代》周刊燃料电池电电汽电列电世电大高技电之首～日本政府电电燃料电池技电是世电能源电境电域的211021 核心～加拿大电燃料电池电展成家的划将国来国支柱电电。近十年～外政府和企电在燃料电池方面的投电电超电电美元。电电电燃料电池～戴姆勒,克斯勒公司莱一家近年100 来每年就投入电美元～丰田公司的年投电电超电电日元。1050 燃料电池是将世电最有电力的争全新的高效清电电电方式我煤炭电源国丰富又21,.,是燃煤大国大力电电燃料电池电提高一次能源利用效率电展电电煤电电技电具有特电重要,,,,的意电电电燃料电池系电在电电煤燃料电池电站将电电汽电移电电源不电电源断潜艇及空电电源.,,,,等方面有着泛的电用前景和巨大的在广潜市电。, 参献考文,、曹殿 学学燃料电池系电 北京航空航天大出版社 12009.9、电千里 氨体氧研国学学燃料电子电固电化物燃料电池的究 中科技电大2,2006 、朱威 以电化合物电燃料的中碳温体氧阳极国学固化物燃料电池的新型 中科技电3 大学2006 、江宏富 的电电改性及光催化究研国学学 中科技电大4.TiO_22006 、姜彩电 固体氧国学学化物燃料电池的性能电化 中科技电大5,2007 、姜电珠 溶气胶学气研国学化相淀电及其制电陶瓷膜燃料电池功能电究 中科技电大6 学,2007 、电建电 中温体氧与国学学固化物燃料电池的制电表征 中科技电大7, 2007 4