谁了解燃料电池的工艺技术?

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  • 依据电解质的不同,燃料电池(fuelcell,fc)分为碱性燃料电池(afc)、磷酸型燃料电池(pafc)、熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)、固体氧化物燃料电池(sofc)及质子交换膜燃料电池(pemfc)等。燃料电池不受卡诺循环限制,能量转换效率高,洁净无污染、噪声低,可制成模块式结构、功率密度比一般储能型电池高,既适合集中供电,也适合分散供电。也可以按照工作温度的不同,把碱性燃料电池(afc,工作温度为100℃以内)、质子交换膜燃料电池(pemfc,也称为固体高分子燃料电池,工作温度为100℃以内)和磷酸型燃料电池(pafc,工作温度为200℃左右)称为低温燃料电池;把熔融碳酸盐燃料电池(mcfc,工作温度为650℃左右)和固体氧化物燃料电池(sofc,工作温度为800-1000℃)称为高温燃料电池。另一种分类是按其开发早晚顺序进行的,把pafc称为第一代燃料电池,mcfc称为第二代燃料电池,sofc和pemfc等称为第三代燃料电池。燃料电池是一种电化学装置,其电池单体是由正负两个电极(负极即输入燃料的电极,阳极;正极即输入氧化剂的电极,阴极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此,限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换设备。电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。燃料电池本体通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极(阳极)和空气极(阴极)、及两侧气体流路构成,气体流路的作用是使燃料气体和空气(氧化剂气体)能在流路中通过。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。另外,只有燃料电池本体还不能工作,必须有一套相应的辅助系统,包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。如果设此答案为最佳,留一个qq或邮箱,可以把一些更详细的参考文献电子版传给你。[1]衣宝廉.燃料电池——原理•技术•应用.北京:化学工业出版社,2003.[2]jameslarminie,andrewdicks.fuelcellsystemsexplained(secondedition).chichester:johnwiley&sonsltd,2003.(文献[2]的中文译本是:詹姆斯•拉米尼,安德鲁•迪克斯著;朱红译.燃料电池系统——原理•设计•应用.北京:科学出版社,2006.)[3]毛宗强.燃料电池.北京:化学工业出版社,2005.
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  • 燃料电池是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置,是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置。由于其具有发电效率高,适应多种燃料和环境特性好等优点,近年来已在积极地进行开发。 由于燃料电池能将燃料的化学能直接转换为电能,因此,它没有像普通火力发电厂那样的通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化,可避免过程中转换损失,达到市制发电效率。此外,还具有以下优点:(1)部分负荷时也能保持高的效率;(2)通过与燃料供给装置的组合,可适用范围的燃料;(3)由于输出功率单位由堆的输出功率决定,故机组容量具有自由度;(4)电池本体的负荷响应性好;(5)NOX及SOX等的排出量少,有利环保。 燃料电池通常是按构成的电解质来分类。现在开发最为盛行的有4种燃料电池。各种燃料电池,特别是其动作温度不相同,最先进行开发的磷酸型燃料电池(PAFC)约在200℃的温度下动作。相对于此,熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池均可应用在以石燃料为基本燃料的电厂内,可作为电力电源来利用。高温型燃料电池又可称之为是通过利用其高质量排气,来面向复合发电的燃料电池。1991年,我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池,称之为海洋电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源。海洋电池彻底改变了以往海上航标灯两种供电方式:一是一次性电池,如锌锰电池、锌银电池、锌空(气)电池等。这些电池体积大,电能低,价格高。二是先充电后给电的二次性电源,如铅蓄电池,镍镉电池等。这种电池要定期充电,工作量大,费用高。 海洋电池,是以铝合金为电池负极,金属(Pt、Fe)网为正极,用取之不尽的海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的。我们知道,海水中只含有0.5%的溶解氧,为获得这部分氧,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构,以增大表面积,吸收海水中的微量溶解氧。这些氧在海水电解液作用下与铝反应,源源不断地产生电能。两极反应为: 负极:(Al):4Al-12e=4Al3+ 正极:(Pt或Fe等):3O2+6H2O十12e=12OH- 总反应式:4Al+3O2十6H2O=4Al(OH)3↓ 海洋电池本身不含电解质溶液和正极活性物质,不放入海洋时,铝极就不会在空气中被氧化,可以长期储存。用时,把电池放入海水中,便可供电,其能量比干电池高20~50倍。 电池设计使用周期可长达一年以上,避免经常交换电池的麻烦。即使更换,也只是换一块铝板,铝板的大小,可根据实际需要而定。 海洋电池没有怕压部件,在海洋下任何深度都可以正常了作。海洋电池,以海水为电解质溶液,不存在污染,是海洋用电设施的能源新秀。
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