论文燃料电池

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1、论文燃料电池燃料电池关键词：燃料电池、燃料电池原理一、I川口燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能，等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池是山含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电能而驱动负载工作。燃料电池与常规电池不同在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水，并释放出电能；只要保持燃料供应，电池就会不断工作提供电能。二、燃料电池的历史能源是经济发展的基础，没有能源工业的发展就

2、没有现代文明。人类为了更有效地利用能源一直在进行着不懈的努力。历史上利用能源的方式有过多次革命性的变革，从原始的蒸汽机到汽轮机、高压汽轮机、内燃机、燃气轮机，每一次能源利用方式的变革都极大地推进了现代文明的发展。随着现代文明的发展，人们逐渐认识到传统的能源利用方式冇两大弊病。一是储存于燃料中的化学能必需首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能，受卡诺循环及现代材料的限制，在机端所获得的效率只有33%〜35%,—半以上的能量白白地损失掉了；二是传统的能源利用方式给今天人类的生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废

3、热和噪声的污染。对于发电行业來说，虽然采用的技术在不断地升级，如开发出了屆高压、超临界、屆超临界机组，开发岀了流化床燃烧和整体气化联合循环发电技术，但这种努力的结果是：机组规模巨大、超高压远跖离输电、投资上升，到用户的综介能源效率仍然只冇35%左右，大规模的污染仍然没冇得到根木解决。多年來人们一直在努力寻找既有较高的能源利用效率乂不污染环境的能源利用方式。这就是燃料电池发电技术。1839年英国的Grove发明了燃料电池，并用这种以钳黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦讲演厅的照明灯。1889年Mood和

4、Langer首先采用了燃料电池这一名称，并获得200mA/m2电流密度。由于发电机和电极过程动力学的研究未能跟上，燃料电池的研究肓到20世纪50年代才冇了实质性的进展，英国剑桥大学的Bacon用高压氧氧制成了具冇实用功率水平的燃料电池。60年代，这种电池成功地应用于阿波罗登月飞船。从60年代开始，氮氧燃料电池广泛应用于宇航领域，同时，兆瓦级的磷酸燃料电池也研制成功。从80年代开始，各种小功率电池在宇航、军事、交通等各个领域中得到应用。燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。当源源不断

5、地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（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（S0FC）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，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电。人型电站，火力发电由于机组的规模足够人才能获得令人满意的效率，但装有巨型机组的发电厂乂受各种条件的限制不能贴进用户，因此只好集中发电由电网输送给用户。但是

6、机组大了其发电的灵活性乂不能适应户户的需要，电网随用户的用电负荷变化有时呈现为高峰，冇时则呈现为低谷。为了适应用电负荷的变化只好备用一部分机组或修建抽水蓄能电站来应急，这在总体上都是以牺牲电网的效益为代价的。传统的火力发电站的燃烧能量人约有近70%；要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞人的设备匕燃烧时还会排放人量的有害物质。而使用燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，没有转动部件，理论上能量转换率为100%,装置无论人小实际发电效率对达40%〜60%,可以实现玄接进入企业、饭店、宾馆、家庭实现

7、热电联产联用，没有输电输热损失，综合能源效率可达80%,装置为积木式结构，容量可小到只为手机供电、大到和目前的火力发电厂相比，非常灵活。三、原理燃料电池其原理是一•种电化学装置，其组成与一•般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)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。而燃料电池的止、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机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只

8、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。氢-氧燃料电池反应原理这个反映是电解水的逆过程。电极应为：负极：H2-2e-+2()H-=2H20正极：02+H20+4e-=40H-电池反应：2H2+02二2H20另外，只有燃料电池本体述不能工作，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。燃料电池通常由形成离子导电体的电解