燃料电池基础知识.pdf

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燃料电池基础知识第章 2.1燃料电池的分类方式 2.1.1燃料电池的种类 燃料电池 (Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转 化为电能的发电装置。从原理上看,燃料电池有正负极和电解质,燃料在阳极被氧化,氧化 剂在阴极被还原,与蓄电池非常相似,所以名为“电池”;然而,与蓄电池不同的是,蓄电 池的反应物都储存在电池内部,其本质是储电设备,而燃料电池的反应物和氧化物是利用外 部系统源源不断的输送到电极上反应来发电,本质上是一个发电机。 与现有的发电机技术相比,其发电的原理是电池的电化学反应,而不是通过热机做功发 电,效率很髙,因而,燃料电池是一种电化学发电机。可见燃料电池的实质是电解水的逆过 程,产物只有水和热能,是一种环境友好的发电技术。 燃料电池有很多种类型,其燃料类型、反应原理、工作温度、应用场景等也都不同。按 照电解质的不同,可以将燃料电池分为碱性燃料电池 (AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔 融碳酸盐燃料电池 (MCFC)、固体氧化物燃料电池 (SOFC)、质子交换膜燃料电池 (PEM- FC)。不同类型燃料电池的主要区别见表2-1。 表2-1不同类型燃料电池的主要区别 熔融碳酸 固体氣化物 质子交换膜 燃料电池 碱性 (AFC) 磷酸(PAFC) (MCFC) (SOFC) (PEMFC) 电解质 KOH H3P〇4 Li2C03 -K2C03 Y2〇3 -Zr02 质子交换膜 工作温度 65 -220T 180 -120X. 约 650¾ 500 -1000^ 室温~ 1501 质量功率/(W/kg) 35-105 100-200 30-40 15 ~20 300 -1000 输出功率密度 0.5 0. 1 0.2 0.3 1 -2 /(W/cm2) 天然气、甲醇、 天然气、 燃料种类 h2 H2、CO、天然气 h2 液化石油气 液化石油气 第2章燃料电池基础知识 29 (续) 熔融碳酸 固体氧化物 质子交换膜 燃料电池 碱性 (AFC). 磷酸(PAFC) (MGFG) (SOFC) (PEMFC) 氧电极的 〇2 空气 空气 空气 空气 氧化物种类 ① 不受进气CO ① 不受进气CO ① 功率密度高, ① 需使用高纯度 影响 ①进气中含CO 影响 体积小质量轻 氢气作为燃料

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