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能源化學(xué)－天然氣能源化學(xué)(參考版)

2024-10-11 16:01本頁面

　　

【正文】 O2－ O2－陰極支撐型固體氧化物燃料電池 Cathode (La,Sr)MnO3 Interconnection (La,Sr)CrO3 Electrolyte 8%Y2O3ZrO2 CeO2基雙稀土（ DCO）、鈣鈦礦 LaGaO3基材料（ LSGM） Anode Ni/ 8%Y2O3ZrO2 CH4 ＋ 2O2 CO2 + 2H2O 。天然氣燃料電池燃料電池的與火力發(fā)電的比較燃料＋氧氣熱能機(jī) 械能電能 ? 熱電廠發(fā)電過程熱機(jī) 循環(huán) ?r H m0 燃燒反應(yīng) ? 燃料電池燃料＋氧氣電能 ? r G m0 發(fā)電機(jī) 燃料電池的效率 STHG rrr ????? )( rr QH ????燃料燃燒反應(yīng) ? r Gm0 kJ/mol ? r H m0 kJ/mol E 0 V ? ? r Gm0/? r Hm0 H2 + 1/2O2 ? H2O CH4 + 2O2 ? CO2 ＋ H2O CH3OH + 3/2O2 ? CO2 ＋2H2O C + O2 ? CO2 能量轉(zhuǎn)換的基本原理燃料電池火力發(fā)電的效率 %4025 ????? 發(fā)電機(jī)效率率汽輪機(jī)動力循環(huán)效率效鍋爐熱吸收效率鍋爐發(fā) 電機(jī) 蒸汽化學(xué)能 (燃料 ) 熱能機(jī)械能電能燃料電池 membrane with catalyst 固體電解質(zhì)膜燃料電池 cathode anode Flow field anode cathode membrane catalyst oxygen O2 pressurized hydrogen gas e e Membrane allows H+ to cross, and prevents e from crossing H+ H+ external circuit 氫氧燃料電池燃料電池堆 Alkaline (AFC) developed for the Apollo program Polymer membrane (PEMC) leading candidate for transportation Phosphoric acid (PAFC) 200kW units mercially available for bined heat and power (CHP) Molten carbonate (MCFC) and solid oxide (SOFC) can work directly with hydrocarbon fuels – 200+kW demonstration units 燃料電池種類 Alkaline (AFC) Proton Exchange Membrane (PEFC) Phosphoric Acid (PAFC) Molton Carbonate (MCFC) Solid Oxide (SOFC) Electrolyte Potassium Hydroxide/Anion Exchange Membrane Proton Exchange Membrane/ Solid Polymer Immobilized liquid Phosphoric Acid Immobilized liquid Molton Carbonate Solid Oxide Ceramic Operating Temp (oC) 5090 50125 180210 630650 9001500 Efficiency % 4050 4050 4050 5060 5060 Power Density mW/cm2 100200 (300*) 350 (650*) 100 (200*) 100 (200*) 240 (300*) Charge Carrier OH H+ H+ CO32 O2 Catalyst Platinum/Gold Platinum Platinum Nickel Perovskites Prime Components Carbonbased Graphite based Stainless Steel Ceramic Major Applications Space (ApolloShuttle) Transportation Small Scale Combined Heat and Power (CHP) Portable/Leisure Residential Use, Standby power Stationary Power: Onsite power: Peak Shaving: Transportation

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