应用电化学教案资料.doc

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1、精品好文档，推荐学习交流燃料电池的发展方面和商业化（应化二班2008302037甘贻迪）摘要：燃料电池的原理是在19th被发现的，而它的第一个可行的原型于大约五十年前才被构建出来。在过去的10年中,趋于商业利益的目的，人们开始广泛的研究燃料电池，从而使得该产业从单纯的科学研究转向了更深层次的早期实际应用阶段。本文将介绍燃料电池当前在商业和技术两方面的发展状况,例如将介绍如其发展中面临的挑战以及其解决办法，并且还介绍了目前燃料电池生产的实际产量和类型。同时本文将讨论一些围绕燃料电池在工业和商业方面的引入问题和它是否会

2、对当前领先科技产生影响问题，和铂离子交换膜燃料电池能否被应用甚至代替当前的电池科技。关键词：燃料电池、质子交换膜燃料电池、汽车、铂金属一、总体介绍尽管燃料电池也不是一种新技术，其原理早在1839年被发现。然而鉴于其重要性，人们依然用了大量时间努力将它转化为实际应用。而它最早是被使用于空间项目中,目的为在轨宇宙飞船提供电力和饮用水。之后，在1970到1980,燃料电池有一些具体的应用，特别是作为固定发电装置，但直到1990年代,汽车工业才开始认真研究燃料电池的使用价值，这才使得其快速发展起来。现在，燃料电池被看成是一

3、种很时髦的可以用于许多不同消费领域和工业产品的技术。显而易见,当燃料电池与不断增长的市场相结合后，其知名度已急剧上升，并被认为是一个潜在的应用于零部件和材料的市场。二、燃料电池的应用燃料电池像什么,简单的说,就是一个黑色的盒子,燃料和空气被放在里边，而电、热、水等同时被生产出来的产品。只要是需要电和热的地方它都能被广泛的应用，而这个范围可以从手机所需毫瓦或瓦的电量,到相当于传统的发电站几个兆瓦电量。使用燃料有许多特定的优势,并且使得个人消费市场的应用科技得到进一步的发展比如,电池的峰值功率和总能量都是由其大小决定的

4、。一个燃料电池系统中,燃料电池的体积大小可以控制其峰值功率，而储存的总能量由其数量决定。由于便携式设备需要电量持久，功率大的电池，因而功率和能量鱼与熊掌不能兼得的现状不断被改变，最终燃料电池因为其更轻,电量更持久的特点击败了它的对手们。因此,作为传统电池的替代品，电子工业部门对燃料电池极为感兴趣。与此同时,汽车行业中具有极低甚至为零的尾气排放的燃料电池汽车,吸引了环境立法者和汽车公司本身极大的关注。在这里,从汽车中燃料电池技术的应用是已被测试的完全不同于传统燃油汽车的应用技术，且其更为清洁的，能更有效代替传统燃油发

5、动机提供动力。三、燃料电池种类事实上,燃料电池领域比你想象的复杂得多。根据所含电解液的不同，燃料电池被典型地区分开来，形成了许多种类型。电解液有:碱性电解液,熔融碳酸盐,含磷酸的电解液、质子交换膜(和类似的含甲醇的电解液),以及固体氧化物。每种燃料电池都有某些特定的属性和优势,见表1。其中最重要的属性是其操作温度。一个在低温下工作的燃料电池通常意味着它可以快速启动并且反应快速,允许它应用到某些方面，比如为汽车提供主要动力,如引擎的替代对温度更为敏感。一个更高的操作温度,另一方面,导致效率因电能的利用和产生热而提高。

6、因而对于大规模的发电设备，运行成本的成比例增加与原始的投入相比较是很重要的。工作温度也影响其他领域。或许最重要的是,在较高温度下电生成反应可以迅速发生,而不需要在燃料电池的电极中加入催化剂。从而间接地降低对金属铂组需求。同时提高工作温度后，燃料电池中杂质和毒药的存在影响作用也较低,从而允许设计更简单又好又便宜的电池系统当然,也存在其他因素影响使得一个特定的燃料电池最适合被实施应用。虽然，表1仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢7精品好文档，推荐学习交流列出了每个类型的燃料电池最宜采应用范围，但这篇文章并没有将

7、其余因素全部列举出来,我们不仅可以看见燃料电池与新的电池科技以及当代电池科技的竞争，还可以看到不同种类燃料电池之间的竞争。而同样清楚的是,铂质子交换膜燃料电池是最适宜被采纳,能找到最广泛的应用的技术。表一、各类燃料电池主要特征电池总类电解液（质）有无铂金属类催化剂？工作温度/°C功率/kw应用范围碱性氢氧化钾是700-50专业领域直接甲醇固体氟化膜是100<1便携设备熔融碳酸盐液态碳酸锂钾不是650>250需平稳电流设备磷酸液态磷酸是180>100需平稳电流设备质子交换膜固体氟化膜是900-250交通运输、家用、便

8、携设备等固体氧化物固体氧化锆不是900>1需平稳电流设备和家用四、具体利用：汽车工业第一次使用燃料电池的车辆是一个农场中的拖拉机，它是由Allis-Chalmers在1959年设计的。在接下来的30年里通过对碱性燃料电池的堆栈（通过将单独的电池串联在一起产生更多的能量）又设计出了许多不不成熟的原型产品。因为越来越严格的立法,在1990年代,大的汽车公司对零和