燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀

1、燃料電池發(fā)展現(xiàn)實狀況PEM：質(zhì)子交換膜燃料電池；DMFC：直接甲醇燃料電池；SOFC：固體氧化物燃料電池；MCFC：熔融碳酸鹽型燃料電池；AFC：堿性燃料電池；PAFC：磷酸鹽型燃料電池燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第1頁燃料電池是一個電化學(xué)系統(tǒng)，由三個主要部分組成燃料電池工作原理燃料電池能量轉(zhuǎn)化燃料電池類型燃料電池含有特點劉潤茹 , 王德軍.燃料電池工作原理及性能研究J.長春大學(xué)學(xué)報,，14（04）.與傳統(tǒng)概念電池比較燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第2頁燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第3頁工作時向負(fù)極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣）。氫在負(fù)極分解成正離子H+和電子e-。氫離子進(jìn)入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用

2、電負(fù)載就接在外部電路中。在正極上，空氣中氧同電解液中氫離子吸收抵達(dá)正極上電子形成水。這正是水電解反應(yīng)逆過程。普通以氫氣、碳、甲醇、硼氫化物、煤氣或天然氣為燃料，作為負(fù)極，用空氣中氧作為正極燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第4頁（1）能量轉(zhuǎn)化效率高。（2）有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低（3）燃料適用范圍廣（4）積木化強(qiáng) 規(guī)模及安裝地點靈活，燃料電池電站占地面積小，建設(shè)周期短，電站功率可依據(jù)需要由電池堆組裝，十分方便。燃料電池不論作為集中電站還是分布式電，或是作為小區(qū)、工廠、大型建筑獨立電站都非常適當(dāng)（5）負(fù)荷響應(yīng)快，運行質(zhì)量高燃料電池在數(shù)秒鐘內(nèi)就能夠從最低功率變換到額定功率，降低了輸變線路投資和線路損

3、失。返回燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第5頁按電解質(zhì)劃分有5個種類：堿性燃料電池（AFC）：采取氫氧化鉀溶液作為電解液磷酸鹽型燃料電池（PAFC）：采取200高溫下磷酸作為其電解質(zhì)熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC）：采取熔融態(tài)碳酸鹽作為其電解質(zhì)固體氧化物型燃料電池（SOFC）：采取固態(tài)電解質(zhì)質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）：采取極薄塑料薄膜作為其電解質(zhì) 燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第6頁不一樣點燃料電池電池體系完全不封閉體系大多數(shù)是完全封閉體系（特比如：鋅-空氣電池）特點只是供能設(shè)備既是供能設(shè)備又是儲能設(shè)備，方便攜帶功效可連續(xù)供電充電要電網(wǎng)支持！相同點輸出電能都來自電化學(xué)反應(yīng)供電時都比較平靜綠色環(huán)境保護(hù)紀(jì)秀磊，話說能

4、源J.說說燃料電池,(11).燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第7頁燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第8頁燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第9頁燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第10頁IFPEMFC能用于商業(yè)化汽車能源貯備、過分開采，環(huán)境問題將得到緩解。燃料電池技術(shù)因具備低污染、高能源轉(zhuǎn)換效率特征，更能滿足人類高效、環(huán)境保護(hù)需求。含有更高能源密度。緊急備用發(fā)電機(jī)、住宅用熱電共生系統(tǒng)、UPS、分布式發(fā)電系統(tǒng)、軍事國防、太空與運輸工具領(lǐng)域、機(jī)器人、筆記型計算機(jī)、PDA、手機(jī)等便攜電子產(chǎn)品、便攜電源、搬運工具、電動輔助/代步車等燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第11頁BUT制約PEMFC商業(yè)化主要原因成本高壽命短燃料問題轎車用燃料電池發(fā)動機(jī)要求燃料電池堆含有30005

5、000h運行壽命。公共汽車燃料電池發(fā)動機(jī)要求燃料電池堆含有0h以上運行壽命燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第12頁電極載鉑量過高（當(dāng)前國際研究最新進(jìn)展，電極鉑載量：0.02mg/cm2）燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第13頁燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第14頁(1)較高質(zhì)子傳導(dǎo)率，能夠降低電池內(nèi)阻，減小歐姆過電位以提升電流密度，實現(xiàn)較高電池敬率(2)氣體(尤其是氫氣和氧氣)在膜中滲透性盡可能小以免氫氣和氧氣在對電極表面發(fā)生反應(yīng)造成電極局部過熱影響電池庫侖效率(3)膜對氧化、還原和水解含有穩(wěn)定性，它在活性物質(zhì)氧化還原和酸性作用下不降解(4)足夠高機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性(5)膜表面性質(zhì)適于與催化劑結(jié)合(6)適當(dāng)性能價格比質(zhì)子交換膜PEM燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第15頁質(zhì)子交換膜PEM燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第16頁雙極板作用：分隔反應(yīng)氣體、搜集電流、將各個單體電池串聯(lián)起來、為反應(yīng)氣進(jìn)入電極和水排出提供通道。燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第17頁質(zhì)子交換膜燃料電池使用壽命短根本原因是：燃料電池中不合理結(jié)構(gòu)跟不合理操作條件。氫燃料制備、儲存及運輸?shù)仁笷CV難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀第18頁結(jié)語油價飆升、電價太貴，燃料電池成為未來家庭能源供給相對廉價選擇，也是當(dāng)前最令人滿意處理方案。在固定電站、電動車、軍用特種電源、可移動電源等方面都有遼闊應(yīng)