新能源材料-上海理工大學課程中心展示系統(tǒng)-資料下載頁
2025-02-15 13:39本頁面
【正文】 空氣 )不斷由外界輸入，因此燃料電池是名符其實的把化學能轉化為電能的裝置。 從節(jié)約能源和保護生態(tài)環(huán)境的角度來看，燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術。 u 1839年 Grove利用氫、氧反應生成水，同時有電流產(chǎn)生的原理發(fā)明了 氫 氧燃料電池 ，但由于 原材料 等原因，研究進展 十分緩慢 。u 直到 二十世紀六十年代 ，美國 阿波羅 宇宙飛船為實現(xiàn)登月計劃需要一種 不產(chǎn)生廢料的大功率、高能量密度的電源 ，才使 堿性燃料電池（AFC） 在航空航天領域進入 實用化 階段，但其 昂貴的成本 限制了其 商業(yè)化 的可能性u 半個世紀以來，美國、日本等國投入了大量人力、財力進行燃料電池的研究，相繼開發(fā)了 磷酸型燃料電池（ PAFC）、熔融碳酸鹽型燃料電池（ MCFC）和固體氧化物燃料電池（ SOFC） 。博能燃料電池 功率 : 200W 重量 : 9kg亞太燃料電池功率 : 3,000W重量 : 10kg燃料電池燃料電池汽車167。本田新型燃料電池車 FCX Clarity投產(chǎn) 燃料電池 ：效率高，無污染，用于汽車，但質子交換膜與催化劑太貴，目前為 $125/kw，內燃機為 $30/kw。今后可能會便宜，因無轉動部件，構造簡單。BMW745H上采用了 /汽油雙燃料 發(fā)動機 ，輸出功率達135kw，最高時速215km/h最大續(xù)航里程達到 300km。核能o 核能是 廉價 的 清潔 能源，核電占世界電能的 17％ ，已建核電裝置 400余座 。但是由于核電站的 安全 與 廢料處理 問題，目前核電發(fā)展受到 限制 。o 對于 裂變堆 材料而言， 燃料 常常是 UO2或 UN， 慢化劑 （中子減速）采用 水、重水、鈹和石墨 等， 控制材料 （吸收中子）常用 B4C、硼硅酸玻璃、鉿 等， 冷卻劑 （傳熱）一般是 水、重水、二氧化碳、氦 ， 反射 層（中子）采用 鈹、石墨 等， 屏蔽 材料（ γ射線、熱中子）如 鐵、鉛、混凝土、硼鋼 ，反應堆 容器 采用 高強鋼 。o 核聚變 反應 燃料 是氫的同位素 氘、氚 及惰性氣體 ３ He（氦 3），氘和氚在地球上蘊藏 極其豐富 ，據(jù)測，每 1升海水 中含 30毫克 氘，而 30毫克氘聚變產(chǎn)生的能量相當于 300升汽油 。一座100萬千瓦 的核聚變電站，每年耗氘量只需 304千克 。o 由于原料氘和氚在海水中的豐富蘊藏，核聚變被視為 “永久能源 ” ，也沒有 核廢料的威脅 （主要生成 氦 ）。核聚變能產(chǎn)生 上億度的高溫 ，雖然用 磁場束縛（托卡馬克法）使高溫等離子體不直接接觸材料 ，但 對材料要求還是十分苛刻 ，如 耐中子輻射、耐高溫和抗氫脆 等。因此， 材料 是聚變堆能否實用化的 關鍵因素 。新能源材料有待解決的課題（ 1）提高能量的利用率和轉換率 研究新材料、新結構、新效應以提高能量的利用效率與轉換效率（ 2）資源的合理利用 新能源的大量應用必然涉及到新材料所需原料的 資源 問題。例如，太陽能電池若能 部分地取代常規(guī)發(fā)電 ，所需的半導體材料要在 百萬噸 以上，因此，一方面，我們應盡量利用 豐度較高的元素，如硅等 ；另一方面，盡可能地實現(xiàn)薄膜化 技術以減少材料的使用量。o 又如， 燃料電池 中要使用 鉑做催化劑 ，如何用一種新的材料來 代替 或者用新的工藝來 減少 使用這種元素的量，也是必須注意加以解決的課題。o 此外，當新能源材料發(fā)展到一定規(guī)模時，還必須考慮廢料中 有價值元素的回收工藝與循環(huán)使用 的問題。（ 3）安全與環(huán)境保護這是新能源材料能否大規(guī)模應用的 關鍵 。例如，雖然鋰電池 具有優(yōu)良的性能，但由于最初鋰二次電池在應用過程中出現(xiàn)過因 短路造成的燒傷事件 ，因而 嚴重影響了它的應用 ，直到改用 碳材料 作為負極才使上述問題得以 解決 。另外，有些新能源材料在生產(chǎn)過程中也會產(chǎn)生 三廢（如核廢料 ）而對環(huán)境造成 污染 ，這也是新能源材料必須考慮解決的問題。（ 4）材料規(guī)模生產(chǎn)工藝與設備 新能源材料進入 產(chǎn)業(yè)化 階段后，材料的 工藝與設備 就成為關鍵的因素，必須滿足 高效率、高成品率、高可靠性、環(huán)保、低成本 的要求。謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAI
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