新能源技術(shù)08氫能與燃料電池(已改無錯(cuò)字)
2023-03-06 13:37:49 本頁面
【正文】 氫反應(yīng)又可產(chǎn)氫。 此方式有 儲(chǔ)氫量大、能量密度高、儲(chǔ)存設(shè)備簡(jiǎn)單 等特點(diǎn)，而且還能多次循環(huán)利用。 不過這種儲(chǔ)氫方式 加氫時(shí)放熱量大 、 脫氫時(shí)能耗高 ，在很大程度上限制了它的應(yīng)用。 167。 研究中的儲(chǔ)氫新方法 新能源與分布式發(fā)電 氫能與燃料電池 （ 2）地下壓縮儲(chǔ)氫 是一種 長(zhǎng)期大量?jī)?chǔ)氫 的主要方法。 多孔、水飽和的巖石 是理想的防止氫氣擴(kuò)散的介質(zhì)。但地下儲(chǔ)存的氫氣大約有 50%左右會(huì)滯留在巖洞中，難于被釋放出來。 167。 研究中的儲(chǔ)氫新方法 （ 3）碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料 一直為人們所關(guān)注。 主要是 高比表面積活性炭 等。特殊加工后的高比表面積活性炭，在 24MPa和超低溫下，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度可達(dá) 5%7%。 低溫條件限制了它的廣泛應(yīng)用。 新能源與分布式發(fā)電 氫能與燃料電池 燃料電池的研究已有 170多年的歷史。 發(fā)現(xiàn)故事： 格羅夫在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)了燃料電池現(xiàn)象。 1950s，燃料電池的研究得到了迅速發(fā)展。 燃料電池的實(shí)際應(yīng)用開始于 1960s的航天領(lǐng)域。 1990s，在膜和催化劑方面所取得的突破性進(jìn)展，質(zhì)子交換膜燃料電池獲得了廣泛的研究和開發(fā)。 167。 燃料電池的發(fā)展歷史 167。 燃料電池概述 新能源與分布式發(fā)電 氫能與燃料電池 燃料電池 是一種直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的 化學(xué)能 轉(zhuǎn)化為電能 的發(fā)電裝置。 167。 燃料電池的基本原理 燃料電池由 陽極 、 陰極 和中間的 電解質(zhì) 及外接 電路 組成。 工作時(shí)，一般向 陽極供燃料 (氫 )，向 陰極供氧化劑 (氧 )。 不斷從外部供給燃料和氧化劑，燃料電池即可連續(xù)發(fā)電。 最主要的 燃料 是 氫 。氧化劑是氧氣或空氣。 為加速電化學(xué)反應(yīng)，燃料電池的電極上往往都有 催化劑 。 催化劑一般做成多孔材料，以增大燃料、電解質(zhì)和電極之間的接觸截面。這種 多孔電極稱為 氣體擴(kuò)散電極 。 新能源與分布式發(fā)電 氫能與燃料電池 由一個(gè)陽極、一個(gè)陰極和相關(guān)的電解質(zhì)、燃料、空氣通路組成的最小電池單元稱為 單體電池 ； 多個(gè)單體電池重疊連接形成的整體，稱為 電堆 。實(shí)用的燃料電池均由電堆組成。 燃料電池就像積木一樣，可以根據(jù)功率要求靈活組合，容量小到為手機(jī)供電、大到可與常規(guī)發(fā)電廠相提并論。 167。 燃料電池的基本原理 新能源與分布式發(fā)電 氫能與燃料電池 燃料電池系統(tǒng) (參見圖 )，除 燃料電池本體 (發(fā)電系統(tǒng) )外，還有一些 外圍裝置 ，用于 燃料重整供應(yīng) 、 氧氣供應(yīng) 、 水管理 、 熱管理 、 逆變 、 控制 、 安全 等。 167。 燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成 這是大容量燃料電池 可能具有的結(jié)構(gòu) 。不同類型、容量和適用場(chǎng)合，有些部分可能被簡(jiǎn)化甚至取消。 例如微型燃料電池、手機(jī)和筆記本電腦的燃料電池。 新能源與分布式發(fā)電 氫能與燃料電池 與干電池與蓄電池不同， 燃料電池不是能量?jī)?chǔ)存裝置 ，而是 能量轉(zhuǎn)化裝置 。 燃料電池具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： － 能量轉(zhuǎn)換效率高。 － 污染物排放少。 － 能量轉(zhuǎn)換主裝置無運(yùn)動(dòng)部件，設(shè)備可靠，噪音極小。 － 資源廣泛，建設(shè)靈活。 167。 燃料電池發(fā)電的特點(diǎn) 新能源與分布式發(fā)電 氫能與燃料電池 167。 燃料電池的類型 （ 1）堿性燃料電池（ AFC） 以 氫氧化鉀 等堿性溶液為電解質(zhì)，以高純度 氫氣 為燃料，以 純氧氣 作為氧化劑，工作溫度為 60~80℃ 。 在所有的應(yīng)用領(lǐng)域中， AFC燃料電池都有競(jìng)爭(zhēng)力。其 低溫快速起動(dòng) 特性，在很多場(chǎng)合更具優(yōu)勢(shì)。 但是由于需要純 H2和 O2作為燃料和氧化劑，氣化凈水和排水
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