武汉理工大学-燃料电池技术-课程重点回顾.ppt

第6章 其他类型燃料电池 碱性燃料电池(AFC) 使用的电解质、电解质载体、催化剂、燃料和氧化剂是什么？ AFC的工作原理，在电解质内部传导的离子是什么？ AFC的工作温度？ AFC的优缺点？ 什么是CO2中毒？ 氧化剂、压力、温度对AFC的影响规律？ AFC的特点 能量转换效率高。 可采用镍板或镀镍金属板作双极板，价格低廉。 瞬时启动快、工作温度范围广。 热管理比较容易。 优点 缺点 所使用燃料的限制非常严格，必须以纯氢作为阳极燃料气体，以纯氧作为阴极氧化剂。 阳极所生成的水必须及时排除，以维持电解液浓度不变。 电解质具有很强的腐蚀性，电池寿命短。 磷酸燃料电池(PAFC) 使用的电解质、电解质载体、催化剂、燃料和氧化剂是什么？ PAFC的工作原理，在电解质内部传导的离子是什么？ PAFC的燃料利用率和氧化剂的利用率 PAFC的优缺点？ 压力、温度、反应气体组成和利用率、杂质对PAFC的影响？ PAFC的特点 磷酸电解质可以容许CO2的存在； 在低温下发电，而且稳定性良好； 余热利用中获得的水可以直接作为人们日常生活用热水； 起动时间与MCFC和SOFC相比时间较短。 优点 缺点 磷酸燃料电池的缺点是电催化剂（触媒）必须用贵金属； 若燃料气体中CO含量过高（大于0.5%），电催化剂将会被CO毒化而失去催化活性； 磷酸具有腐蚀性，影响电池寿命。 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 使用的电解质、电解质载体、催化剂、燃料和氧化剂是什么？ MCFC的工作原理，在电解质内部传导的离子是什么？ MCFC的工作温度？ MCFC的优缺点？ 压力、温度、反应气体组成和利用率对MCFC的影响？ MCFC的特点 工作温度高：电极反应活化能小，不需要高效催化剂(触媒)，节省了贵金属的使用，降低了成本。 可以使用CO含量高的燃料气体，如煤制气。 电池排放的余热温度高达400℃，可以回收利用，或与燃气轮机并联发电，使总的热效率可以提高到80％。 优点 缺点 高温以及电解质强的腐蚀性 电池边缘的高温湿密封技术难度大。 电池系统中需要CO2的循环，这增加了系统结构上的复杂性。 第7章 车用燃料电池动力系统 燃料电池汽车(Fuel Cell Vehicle，FCV；或FCEV)：以燃料电池系统作为动力源或主动力源的车辆。 燃料电池汽车的结构形式 纯燃料电池驱动的FCEV的优缺点 优点：（1）结构简单，便于实现系统控制和整体布置；（2）系统部件少，有利于整车的轻量化；（3）较少的部件使得整体的能量传递效率高。 缺点：（1）燃料电池功率大、成本高；（2）对燃料电池系统的动态性能和可靠性要求很高；（3）不能进行制动能量回收。 混合驱动型燃料电池汽车的动力系统主要组成部分：燃料电池系统、DC／DC转换器、辅助动力源、驱动电动机以及各相应的控制器，机械传动与车辆行驶机构等 DC/DC转换器的作用：升压和稳压的调节作用 辅助动力源构成方式：蓄电池、超级电容、蓄电池+超级电容 混合动力驱动系统结构形式： “FC+B”、“FC+C”、“FC+B+C” 燃料电池混合动力汽车按功率来源比例可分为能量混合型和功率混合型两类 燃料电池-蓄电池动力系统按照蓄电池容量和燃料电池输出功率分为里程延长型、中等混合型、功率辅助型三种 车用燃料电池系统组成：燃料电池堆、燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热管理系统、控制系统 燃料电池系统按氧化剂进气压力分：高压系统、常压系统、变压系统 燃料电池采用高压系统的目的、高压系统的缺点 第8章 燃料电池的表征及测试 了解可能需要表征的各种燃料电池特性参数 表征燃料电池的两个主要目的 燃料电池表征技术的分类：电化学表征技术(现场) ；非现场表征技术。 电化学表征技术(现场)：运用电化学变量如电压、电流、时间来表征燃料电池在工作条件下的性能。 主要的现场电化学表征方法：电流—电压(i-V)测量法、电流干扰测量法、电化学阻抗谱法(EIS)、循环伏安法(CV) 主要的非现场表征方法：孔隙率测定、 BET表面积测量、透气性检测、结构测定、化学测定 两类基本的电化学表征技术：恒电势技术和恒电流技术 恒电势技术和恒电流技术的基本概念和特点 测量燃料电池的i-V曲线时，需要注意的要点：1）必须保证稳态；2）必须记录测试条件 对稳态的理解 需要记录的重要测试条件：预热、温度、压力、流速、夹持力 反应物流速控制的两种方法：固定流速条件、固定化学计量条件，其含义 夹持力对电池性能的影响 燃料电池系统主要组成：燃料电池堆、氢气系统、空气系统、水热管理系统和控制系统 燃料电池系统的主要性能参数及技术指标 伏安曲线、电流密度、功率密度、电堆输出功率、燃料电池系统输出功率、燃料电池效率（电堆效率、燃料电池系统效率）、氢气利用率、氢气消耗率 燃料电池测试系统组成 燃料电池