白建平-应用电化学论文.doc

PAGE  PAGE II Foshan University 本科生毕业设计（论文） 燃料电池的的现状、应用及发展趋势的研究 学 院： 理 学 院 专 业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 二〇一四 年 五 月  摘 要 燃料电池是一种能够持续将化学能转化为电能的能量转换装置。实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。它主要利用氢和氧进行化学反应来产生电力，目前被公认为继火力发电、水力发电和核能发电技术之后的第四代化学能发电技术，应用范围广泛，并且拥有广阔的发展空间。国家政策上对新能源产业发展的支持，也给燃料电池的研究和应用提供了良好的契机。 关键词：燃料电池 转换装置 应用 发展 目 录 1 引言……………………………………………………………………………………………………1 2 燃料电池的工作原理…………………………………………………………………………………1 3燃料电池的分类………………………………………………………………………………………1 3.1 按工作温度分………………………………………………………………………………………1 3.2 按燃料来源分………………………………………………………………………………………2 3.3按燃料电池的运行机理分…………………………………………………………………………2 3.4按电解质类型来分…………………………………………………………………………………2 4燃料电池的基本结构与电极反应……………………………………………………………………2 4.1燃料电池的基本结构………………………………………………………………………………2 4.2燃料电池的电极反应………………………………………………………………………………3 5燃料电池的前景及应用现状…………………………………………………………………………3 6???国研究开发进展……………………………………………………………………………………5 参考文献 ………………………………………………………………………………………………6 PAGE  PAGE 7 燃料电池的的现状、应用及发展趋势的研究 1 引言 随着人类对大自然的不断开发，环境污染和资源、能源缺乏等问题愈来愈突出的摆在人们的面前。而在近50年以内，世界能源还以天然气、石油、煤等矿物燃料为主，当以这些来发电时，不仅效率低，而且排放严重污染环境的有毒气体。燃料电池[1,2]的开发与利用就是在这样的背景下蓬勃发展起来的，它是一种将燃料气体的化学能直接转换为电能的大规模、大功率、新型而清洁的发电装置，不仅能量转换率高，比能量高和效率高，而且对环境无污染、原料还可以连续供给。燃料电池是比较理想的发电技术，既有较高的能源利用效率又不污染环境的能源利用方式。 燃料电池的一系列优点使它成为新一代的发电技术并进入了商业化的实用阶段。 2 燃料电池的工作原理[3] 图1 燃料电池工作原理示意图 燃料电池的工作原理见图1所示。燃料电池是由阳极、阴极和离子导电的电解质所构成，其工作原理与普通电化学电池相似，燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电流。但燃料电池的工作方式更类似汽油、柴油发电机。它的燃料和氧化剂不是储存在电池内，而是在电池外的储罐中。当电池发电时，要不断向电池内送入燃料和氧化剂，排出反应物，同时排除一定的废热，以维持电池工作温度的恒定。燃料电池本身只决定输出功率的大小，储能则由储罐内的燃料和氧化剂的量决定。 3 燃料电池的分类[4] 迄今人们已研发出多种类型的燃料电池。燃料电池可依据其工作温度、所用燃料的种类和电解质类型进行分类。 3.1 按工作温度划分 根据燃料电池工作温度的不同，可分为低温型，温度低于200℃；中温型，温度为200-750℃；高温型，温度高于750℃。 3.2 按燃料来源分 根据燃料电池使用燃料类型的不同，可分为直接式燃料电池（如直接甲醇燃料电池）、间接式燃料电池（如甲醇通过重整气产生氢气，然后以氢气为燃料的燃料电池）和再生型三类。 3.3 按燃料电池的运行机理分 根据