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1、年!期制冷与空调”燃料电池与冷热电联产系统∀兰丽张玲尹应德顾登峰#湖南大学∃%&∋分析了燃料电池的工作原理、种类、性能参数及主要特点,认为燃料电池将有可能发展成为供热【摘要】供冷系统主要的热源方式之一。介绍了燃料电池在冷热电联产系统的应用情况,并分析指出了燃料电池在暖通空调领域的研究方向。【关健词】燃料电池(冷热电联产系统(热源)∗+,−+./01−23450+1−22,5067+/8506/01;+<=>?8+39:≅/0≅5ΑΒ/06≅506Χ50叭061+Δ∗Φ+06Ε+06#−2,,+2Φ−5Γ5,Η065006,
2、7.05Γ+∃%&∋6+忱<5∗0/0#∋Ν,Ιϑ加8?+?8Β+Κ<50Λ5Κ,+Μ50代Κ+8+?8+3?ΝΟΒ+0508<21∗++?8Β+/99,5+如202ΦΦ∗+,++,,50−−79?>?8+3,/0192508?2∗88Β+<+?+/<ΛΒ15<+−85202ΦΦ∗+,++,,50
3、7Πϑ−Ν【Θ盯;2<1?ΡΦ∗+,++,,Σ−−ΣΒ+/8?2∗<++79、%引言等温条件下直接以电化学反应方式将富氢燃料和。冷热电联产#450+1Λ2,506Β+/8506/01氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置其基本Τ、,92;+<,−−79∋是一种建立在能源梯级利用概念基结构单元由阳极阴极和两极之间的电解质构成础上,、。将制冷供热#采暖和供热水∋及发电过程两电极上附有催化剂以提高化学反应速度从原理。,,一体化的多联产总能系统−−79是以下系统的集上讲燃料电池工作时电解质和电极的化学组成成Σ、、和物,,发电设备#燃气涡轮机微
4、型涡轮机内燃机质数量不变燃料和氧化剂不断地输入生成,,,(热工及燃料电池∋系统#吸收式制冷机及热泵∋物不断排出反应物与生成物被两个电极隔开电干川。,,。燥及能源回收系统各种发电设备中燃料电极间充有电解质电功在外部电路中产生为了保,。池技术以其能源利用效率高、污染物排放极低、噪持燃料电池等温工作必须与外界交换热量Ι∃Ρ声小等特点被认为是%世纪最有吸引力的发电方这里以质子交换膜燃料电池#9ΗΩ)−∋为例法之一ΙΡ。,,燃料电池冷热电联产系统通过能源的梯说明燃料电池的工作原理其示意图见图%典型,。级利用将综合效率提高到&Υ一ςΥ同
5、时大大降的9ΗΩ)−结构见图,,低了污染物和温室气体的排放技术优势十分明#,∋氢气通过管道或导气板到达电池的阳极显。、。但目前因为燃料电池价格昂贵技术尚未成熟通过电极上的扩散层到达质子交换膜在阳极催化等原因,使其在我国普通民用建筑中暂时还难以应剂作用下,氢气解离为带正电的氢离子#即质子∋!。用推广%%Σ并释放出带负电的电子ΞΨΞ、从分Α7+燃料电池概述Ν%燃料电池的工作原理#∋氢离子穿过电解质#质子交换膜∋到达阴,。,燃料电池#)∗+,Λ+0∋是一种不经过燃烧在极(电子则通过外电路到达阴极在电池另一端‘,,,,。兰丽女%ς
6、&年生湖南大学土木工程学院在读硕士研究生研究方向为燃气空调∀∀,国家自然科学基金资助项目#!Ζ[%ς∋湖南省建设科技计划项目年第!期制冷与空调(氧气#或空气∋通过管道或导气板到达阴极在阴,极催化剂作用下氧与氢离子及电子发生反应生成Σ水·+一,以ΞΑ7ΞΑ∀从口Σ整个化学反应为Ξ以。从。从%,,与此同时电子在外电路形成电流通过适当连接可向负载输出电能。生成的水通过电极随反应尾气排出。,ΝΙ?Ρ刀与一般燃烧反应不同燃料电池是利用反应电燃料电池的种类]+ΡΙ,,目,子的规则运动直接把电子的结合能转换成电能前已开发了多
7、种类型的燃料电池按电解质。,、Σ−使化学能得到有效的利用而在燃烧反应中这部来分类庄要有以下种碱性燃料电池ϑ)磷,。、、分能量转化成了热能造成能质的下降酸燃料电池9ϑ)−熔融碳酸盐燃料电池Ω−)−、固体氧化物燃料电池=:)−质子交换膜燃料电池。,9ΗΩ)−ϑ)−因工作温度很低但对嫩料和氧化∴,,剂的要求很高适用面很窄基本上只在航天工业,。Ψ中应用在此不作具体介绍其它几种燃料电池的万(砂冷洲护内卜翻。主要特点如表%所示一ΝΝ曰卜Ν.‘圈%质子交换腆瀚料电池工作原理示意图表%烘料电池分类及其主要特性类型低温然料电池高温嫌料电池磷酸型燃料
8、电池质子交换膜燃料电池熔融碳酸盐型燃料电池固体氧化物型燃料电池#9ϑ)−∋#9ΗΩ)−∋#Ω−)−∋#=:)−∋、、甲醇等纯、、、、、燃料煤气天然气7Α天然气煤气天然气甲醇等煤气天然气甲醉等电解质磷酸水溶液离子伽/离子∋Θ,5−!溶
