《燃料电池》PPT课件.ppt

燃料电池的发展现状,PEM：质子交换膜燃料电池；DMFC：直接甲醇燃料电池；SOFC：固体氧化物燃料电池；MCFC：熔融碳酸盐型燃料电池；AFC：碱性燃料电池；PAFC：磷酸盐型燃料电池,燃料电池是一个电化学系统，由三个主要部分组成燃料电池的工作原理燃料电池能量转化燃料电池的类型燃料电池具有的特点,刘润茹,王德军.燃料电池工作原理及性能研究J.长春大学学报,2004，14（04）.,与传统概念的电池比较,工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气）。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。,一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极,（1）能量转化效率高。（2）有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低（3）燃料适用范围广（4）积木化强 规模及安装地点灵活，燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适（5）负荷响应快，运行质量高燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率，减少了输变线路投资和线路损失。,返回,按电解质划分有5个种类：碱性燃料电池（AFC）：采用氢氧化钾溶液作为电解液磷酸盐型燃料电池（PAFC）：采用200高温下的磷酸作为其电解质熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）：采用熔融态碳酸盐作为其电解质固体氧化物型燃料电池（SOFC）：采用固态电解质质子交换膜燃料电池（PEMFC）：采用极薄的塑料薄膜作为其电解质,纪秀磊，话说能源J.说说燃料电池,2011(11).,IF,PEMFC能用于商业化汽车,能源储备、过度开采，环境问题将得到缓解。燃料电池技术因具备低污染、高能源转换效率的特性，更能满足人类高效、环保的需求。具有更高的能源密度。紧急备用发电机、住宅用热电共生系统、UPS、分布式发电系统、军事国防、太空与运输工具领域、机器人、笔记型计算机、PDA、手机等便携电子产品、便携电源、搬运工具、电动辅助/代步车等,BUT,制约PEMFC商业化的主要因素,成本高寿命短燃料问题,轿车用燃料电池发动机要求燃料电池堆具有30005000h的运行寿命。公共汽车燃料电池发动机要求燃料电池堆具有20000h以上的运行寿命,电极载铂量过高（目前国际研究最新进展，电极铂载量：0.02mg/cm2）,(1)较高的质子传导率，可以降低电池内阻，减小欧姆过电位以提高电流密度，实现较高的电池敬率(2)气体(尤其是氢气和氧气)在膜中的渗透性尽可能小以免氢气和氧气在对电极表面发生反应造成电极局部过热影响电池的库仑效率(3)膜对氧化、还原和水解具有稳定性，它在活性物质氧化还原和酸性作用下不降解(4)足够高的机械强度和热稳定性(5)膜的表面性质适于与催化剂结合(6)适当的性能价格比,质子交换膜PEM,质子交换膜PEM,双极板,作用：分隔反应气体、收集电流、将各个单体电池串联起来、为反应气进入电极和水的排出提供通道。,质子交换膜燃料电池的使用寿命短的根本原因是：燃料电池中不合理结构跟不合理操作条件。氢燃料的制备、储存及运输等使FCV难以实现产业化。,结语,油价飙升、电价太贵，燃料电池成为未来家庭能源供应相对便宜的选择，也是目前最令人满意的解决方案。在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景。高效、洁净的燃料电池必将在未来的高效、清洁发电技术中占有一席之地。但是，资金、技术、观念、基础设施上还有许多需要克服的困难。,谢谢,