新能源发电技术 第8章 燃料电池技术.pptx

第8章燃料电池技术;8.1燃料电池的工作原理及输出性能;目录Contents;目录Contents;燃料电池的起源;燃料电池初期发展缓慢的原因：;燃料电池发展的转折;燃料电池发展的转折;近代燃料电池的发展;近代燃料电池的发展;目录Contents;燃料电池与传统热机的相同点

燃料电池与传统热机的区别;燃料电池的发电过程;燃料电池的发电过程;燃料电池的发电过程;燃料电池的发电过程;目录Contents;为了提高燃料电池的输出电流和电压以满足实际应用需求，采用以下措施：

提高输出电流：增加单体电池的截面积或者多个单体电池并联

提高输出电压：多个单体电池串联形成电池堆

;燃料电池的基本结构;燃料电池的基本结构;燃料电池的基本结构;目录Contents;燃料电池的电动势

;燃料电池的电动势-能斯特方程

;燃料电池的电动势-能斯特方程

;燃料电池的电流密度

;燃料电池的能量转换效率

;目录Contents;燃料电池的优势：

能量转换效率高

燃料电池直接将化学能转化成电能，发电效率在40﹪～60﹪之间，若是加以综合利用，总效率可达80﹪

环境友好

燃料电池使用的氢燃料可以通过可再生能源或化工过程副气得到，其工作过程中的排放产物为水或水蒸气，清洁、无污染;燃料电池的优势：

噪音低

传统热机系统必须含有转动部件，运行时噪声非常大；燃料电池结构简单而且没有转动设备，工作环境噪声低

模块化程度高

发电效率与规模无关，适合不同功率要求

用途广泛

可应用在各个领域，如在航天、家庭、移动电源都有不错的应用前景

;燃料电池的不足之处：

成本高

燃料电池一般采用稀有金属作为催化剂

氢燃料无法高效、低成本的获取

对辅助设备要求高

多数为氢燃料电池，需要将其他燃料转化为H2才能利用

催化剂对环境敏感（如Pt催化剂遇CO会中毒失活）

密封要求高

单体电池连接时必须严格密封，以防H2泄露。给燃料电池的制造与维护带来一定的困难

;什么是燃料电池？它的优缺点是什么？

阐述燃料电池与一般传统电池之间、燃料电池与热机之间的差别。

请写出氢氧燃料电池的阴阳极及总反应方程式。

阐述氢氧燃料电池的四个工作过程。

简述燃料电池电极、催化剂和电???质的功能。

确定以下反应在标准温度(T=25℃)和压强(P=1atm)下的燃料电池的理论电动势：

燃料为纯氢气，氧化剂为空气，空气中氧的摩尔分数为0.21，已知标准状态下氢氧燃料电池的吉布斯自由能变ΔG=-237.3kJ/mol，法拉第常数F=96485C/mol，气体常数R=8.314J/(mol?K)。;8.2燃料电池的技术分类;概述;目录Contents;目录Contents;;碱性燃料电池;碱性燃料电池;目录Contents;;关键组件;工作条件及特性;目录Contents;;熔融碳酸盐燃料电池;熔融碳酸盐燃料电池;目录Contents;;固体氧化物燃料电池;固体氧化物燃料电池;目录Contents;;质子交换膜燃料电池;质子交换膜燃料电池;燃料电池根据所用电解质的不同可分为哪几种？分别写出这几种燃料电池的阴阳极及总反应方程式。

在常见的燃料电池中，属于高温、中温和低温燃料电池的分别是哪几种？

分别简述碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池的优缺点。

简述固体氧化物燃料电池电解质传导O2-的工作原理。;8.3燃料电池发电系统;目录Contents;目录Contents;燃料电池交流发电系统构成示意图;燃料预处理单元;燃料预处理单元;热管理单元;热管理单元;直交流变换单元;直交流变换单元;燃料电池控制器;燃料电池控制单元示意图;目录Contents;由质子交换膜燃料电池（PEMFC）、蓄电池、电机和系统控制设备组成。;车用电池燃料系统;车用电池燃料系统;目录Contents;家用燃料电池系统;家用燃料电池系统;家用燃料电池系统;家用燃料电池系统;目录Contents;燃料电池发电站;燃料电池发电站;燃料电池发电站;燃料电池发电系统通常包括哪些子系统？

为什么要对燃料电池进行电力调节和电力转换？

简要画出以天然气为燃料、热电联供的家用燃料电池系统的示意图。;8.4燃料电池联合循环发电;目录Contents;目录Contents;燃料电池联合循环发电概述;燃料电池联合循环发电概述;目录Contents;燃料电池联合循环发电系统;燃料电池联合循环发电系统;目录Contents;整体煤气化燃料电池联合循环发电技术;整体煤气化燃料电池联合循环发电技术;整体煤气化燃料电池联合循环发电技术;简述燃料电池联合循环发电系统的概念、意义及优点。

通常适用于燃料电池联合循环的是哪两种燃料电池类型？并简单说明原因。;谢谢！