燃料電池簡(jiǎn)介

1、燃料電池,燃料電池（full Cell）是一種將持續(xù)供給的燃料和氧化劑中的化學(xué)能連續(xù)不斷地直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置。 燃料電池在原理和結(jié)構(gòu)上和普通電池（battery）完全不同。燃料電池的活性物質(zhì)是存儲(chǔ)在電池之外，只要不斷地供給燃料和氧化物就一直能發(fā)電，因而容量是無(wú)限的。而電池的容量是有限的，活性物質(zhì)一旦消耗完，電池的壽命就終止。,1.燃料電池的概述,燃料電池將其初始的能源轉(zhuǎn)化成電子流而產(chǎn)生電能。,1.1燃料電池的工作原理,步驟： 1.反應(yīng)物輸入 2.電化學(xué)反應(yīng) 3.離子通過電解質(zhì)傳導(dǎo)，電子通過外電路傳導(dǎo)。 4.反應(yīng)物從燃料電池中排出。,燃料電池截面示意圖,1.1燃料電池的工作原理,燃料電池

2、在酸性電解質(zhì)和堿性電解質(zhì)下工作的對(duì)比,1.1燃料電池的工作原理,根據(jù)其電解質(zhì)的不同，燃料電池可分為5大類型： 1. 聚合物電解質(zhì)膜燃料電池（PEMFC） 2.磷酸鹽燃料電池（PAFC） 3.堿性燃料電池（AFC） 4.熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC） 5.固體氧化物燃料電池（SOFC）,1.2燃料電池的分類,1.2燃料電池的分類,發(fā)電效率高 環(huán)境污染小 比能量高 噪音低 燃料范圍廣 負(fù)載調(diào)節(jié)靈活，可靠性高,1.4燃料電池的優(yōu)點(diǎn),定義：對(duì)燃料電池反應(yīng)過程的研究。 目的：解釋燃料電池的反應(yīng)過程如何導(dǎo)致性能損失。,2.燃料電池反應(yīng)動(dòng)力學(xué),活化能壘,闡述電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流隨活化過電勢(shì)的變化。,Butl

3、er-Volmer方程,由圖可以看出，如果我們想從電池中獲得更多電流，就必須以損失電壓為代價(jià),Butler-Volmer方程函數(shù)曲線,影響燃料電池性能的因素,活化過電勢(shì)對(duì)燃料電池性能的影響,如何改善動(dòng)力學(xué)性能,質(zhì)子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell，英文簡(jiǎn)稱PEMFC)是一種燃料電池，在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽(yáng)極、陰極和質(zhì)子交換膜組成。其電解質(zhì)是由一種質(zhì)子導(dǎo)體聚合電解膜構(gòu)成。,3.質(zhì)子交換膜燃料電池,電解質(zhì)膜非常薄 電解質(zhì)膜兩邊是一層薄的催化劑和多孔的碳電極支撐材料。 形成 電極-催化劑-膜-催化劑-電極 結(jié)構(gòu)。,PEMFC的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)示意圖,優(yōu)點(diǎn)： 1.在所有燃料電池類型中功率密度最高； 2.有好的開關(guān)能力； 3.低溫度工作環(huán)境使之適合便攜式應(yīng)用。 缺點(diǎn)： 1.電池材料成本高； 2.需要良好的動(dòng)態(tài)水管理； 3.對(duì)CO和S的容忍度很差,PEMFC的優(yōu)缺點(diǎn),2017年10月12日，陸地方舟新型氫電混合燃料電池客車在第十二屆深圳國(guó)際物流與交通運(yùn)輸博覽會(huì)(簡(jiǎn)稱“物博會(huì)”)上正式發(fā)布，新車為8.3米考斯特車型，加氫5分鐘，充電12分鐘，續(xù)航可達(dá)550km，該車也是我國(guó)發(fā)布的首臺(tái)8米考斯特車型氫燃料電池客車。,4.燃料電池的應(yīng)用,垂直起降長(zhǎng)續(xù)航燃料電池監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)亮相2017智慧城市峰會(huì)。 16 公斤