燃料电池的应用ppt课件.ppt

《燃料电池的应用ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、燃料电池的应用——文三619“滑板鞋团队”01020304目录燃料电池简介及工作原理燃料电池的分类燃料电池的优缺点燃料电池的应用1、燃料电池简介及工作原理1.1简介燃料电池是一种把燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的装置。是继水力、火力、原子能发电方式之后的“第四种发电方式”。1.2工作原理燃料电池由阳极、阴极和离子导电的电解质构成，其工作原理与普通电化学电池类似，燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极经过负载流向阴极构成电回路，产生电流。图1-1燃料电池工作原理图（1）质子交换膜燃料电池（PEMFC）（2）碱性燃料电池（AFC）（3）磷酸燃料电池（

2、PAFC）（4）熔融碳酸燃料电池（MCFC）（5）固态氧燃料电池（SOFC）表2-1燃料电池所占市场分率2、燃料电池的分类表2-2各燃料电池参数表2.1质子交换膜燃料电池(PEMFC)质子交换膜燃料电池以磺酸型质子交换膜为固体电解质，无电解质腐蚀问题，能量转换效率高，无污染，可室温快速启动。质子交换膜燃料电池在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景，尤其是电动车的最佳驱动电源，它已成功地用于载人的公共汽车和奔驰轿车上。两电极的反应和总反应分别为：阳极(负极)：2H2-4e→4H+阴极(正极)：O2+4e+4H+→2H2O总反应：2

3、H2+O2=2H2O图2-1PEMFC装置图图2-2PEMFC工作原理图属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类，系直接使用液态甲醇为燃料供给来源，而不需透过重组器重组甲醇、汽油及天然气等再取出氢以供发电。相对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)，直接甲醇燃料电池(DMFC)的低温生电、燃料成分危险性低与生电结构简单等特性使直接甲醇燃料电池(DMFC)成为可携式电子产品应用的主流。图2-3DMFC装置图图2-4DMFC工作原理图直接甲醇燃料电池（DMFC）2.2碱性燃料电池(AFC)碱性燃料电池的工作温度大约70℃。因此，它们的启动也很快，但其电力密度却比

4、质子交换膜燃料电池的密度低十来倍，在汽车中使用显得相当笨拙。不过，它们是燃料电池中生产成本最低的一种电池，因此可用于小型的固定发电装置。两电极的反应和总反应分别为：阳极反应：2H2+4OH-→4H2O+4e-阴极反应：O2+2H2O+4e-→4OH-总反应：2H2+O2=2H2O2.3磷酸燃料电池(PAFC)磷酸型燃料电池是用氢的纯度极高的天然气或甲醇作燃料，工作温度为200℃，反应过程用铂作催化剂，发电效率达40％。最初开发磷酸燃料电池是为了控制发电厂的峰谷用电平衡，近来则侧重于作为向公寓、购物中心、医院、宾馆等地方提供电和热的现场集中电力系统。两电极的反

5、应和总反应分别为：阳极：2H2+4e→4H+阴极：O2+4H+→4H2O+4e总反应：2H2+O2=2H2O2.4熔融碳酸燃料电池(MCFC)熔融碳酸燃料电池是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。其电解质是熔融态碳酸盐，两电极反应和总反应为：阴极：阳极：总反应：2.5固态氧燃料电池(SOFC)固体氧化物燃料电池采用固体氧化物作为电解质，除了高效，环境友好的特点外，它无材料腐蚀和电解液腐蚀等问题；在高的工作温度下电池排出的高质量余热可以充分利用，使其综合效率可由50%提高到70%以上;它的燃料适用范围广不仅能用H2，还可直

6、接用CO、天然气（甲烷）、煤汽化气、碳氢化合物、氨气、硫化氢等作燃料。这类电池最适合分散和集中发电。3、燃料电池的优缺点3.1燃料电池与其他几种发电方式比较起来有以下几个主要优点：（1）燃料电池是通过燃料与氧化剂的化学反应直接将化学能转变成电能，没有中间的能量转化环节，因而这种发电方式能量转化效率可高达50％。还可回收发电过程中产生的余热。若把产生的余热再用于发电或供暖、供水等，综合考虑效率能达到80％。（2）燃料电池发电过程，机械部件很少，噪声低；化学反应的排出物主要是水蒸气等洁净的气体，不会污染环境。在环境污染日趋严重的今天，燃料电池的这个优点尤其可贵。

7、3.2燃料电池的缺点(1)燃料电池的操作需要催化剂。常用的催化剂是铂和钯，都是很昂贵的金属。(2)要避免催化剂中毒的问题，电池所采用的燃料和氧化剂的纯度必须很高。生产纯氢气和氧气要求很高的技术。(3)要能抵受高温碱性溶液的高度侵蚀环境，燃料电池的外壳必须采用特别材料。材料技术的进展缓慢，并未能找到适当的材料。(4)氢气十分易燃和易爆，因此必须小心处理。在燃料电池的商业应用中，如何安全配送氢气燃料成为一个主要障碍。兴建氢气配送系统的成本十分高。(5)氢燃料基础建设不足,氢气在工业界虽已使用多年且具经济规模，但全世界充氢站仅约70站，仍值示范推广阶。此外，加气时

8、间长，约需时5分钟,尚跟不上工商时代的步伐。如何解决