《磷酸型燃料电池》课件.pptVIP

*******************磷酸型燃料电池磷酸型燃料电池(PAFC)是一种成熟的技术，广泛应用于各种领域。PAFC具有高效率、低排放、可靠性高、运行寿命长的特点，并能有效利用化石燃料。什么是燃料电池直接将化学能转化为电能燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料电池的核心是电化学反应，通过燃料和氧化剂之间的化学反应产生电流。燃料电池的工作原理1化学反应氢气和氧气在催化剂的作用下发生化学反应，生成水和电能2电子流动化学反应过程中产生的电子通过外部电路流向正极3质子迁移氢离子通过质子交换膜从负极迁移到正极4闭合回路电子和质子在正极相遇，形成水分子燃料电池的分类固体氧化物燃料电池(SOFC)SOFC通常在高温下运行，效率高，可以使用多种燃料。它们被用于发电站和分布式发电系统。熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)MCFC在高温下运行，效率高，可以使用多种燃料。它们被用于发电站和分布式发电系统。质子交换膜燃料电池(PEMFC)PEMFC在较低温度下运行，启动速度快，适合用于汽车和便携式设备。磷酸型燃料电池(PAFC)PAFC在中温下运行，效率高，可靠性好，被用于发电站和分布式发电系统。磷酸型燃料电池的特点工作温度磷酸型燃料电池工作温度较高，一般在150-200℃之间，有利于提高反应速率，降低电极极化。电解质使用磷酸作为电解质，具有较高的化学稳定性和热稳定性，安全性高，成本较低。耐用性寿命较长，能够承受一定的温度和压力变化，可靠性高，适合长时间运行。效率能量转化效率较高，可达到40-50%，适用于多种应用场景。磷酸型燃料电池的优势高效率磷酸型燃料电池能够将燃料的化学能高效地转化为电能，能源利用率高。低排放燃料电池只排放水蒸气，没有二氧化碳等有害气体，有利于保护环境。应用广泛磷酸型燃料电池适用于各种应用场景，包括汽车、发电站、家庭供电等。磷酸型燃料电池的应用领域物料搬运磷酸型燃料电池可用于叉车、堆高机等物料搬运设备，提供清洁、高效的动力来源。汽车磷酸型燃料电池可用于混合动力或纯电动汽车，降低尾气排放，提高燃油效率。电力系统磷酸型燃料电池可用于分布式发电，为住宅、商业建筑或工业设施提供可靠的电力供应。船舶磷酸型燃料电池可用于船舶动力系统，减少船舶排放，提高航行效率。磷酸型燃料电池的发展历程早期研究磷酸型燃料电池（PAFC）的研究起源于20世纪60年代，最初主要用于美国宇航局的太空探索项目。技术进步在70年代和80年代，PAFC技术取得了重大进展，包括提高了电池性能和降低了成本。商业化应用20世纪90年代，PAFC开始在一些领域得到商业化应用，例如发电站和热电联产系统。持续发展近年来，PAFC技术不断改进，例如提高了功率密度和耐久性，并扩展了应用领域。磷酸型燃料电池的主要构成部件质子交换膜质子交换膜是磷酸型燃料电池的核心部件，它允许质子通过而阻止电子通过，从而实现电化学反应。催化剂催化剂加速燃料氧化和氧气还原反应，提高电池效率。铂是常见的催化剂材料，但近年来也开发了其他更具成本效益的催化剂材料。气体扩散层气体扩散层将燃料和氧化剂均匀地分布在电极表面，并提供电子传导路径，同时排除反应生成的水。双极板双极板将单个电池连接在一起，形成燃料电池堆。它既作为电流收集器，也作为燃料和氧化剂的分配器。质子交换膜的作用和要求离子传导质子交换膜可以使质子通过，而阻止电子通过，从而形成电流。化学稳定性在燃料电池的工作环境下，质子交换膜需要保持稳定，不发生分解或降解。机械强度质子交换膜需要具有足够的机械强度，能够承受燃料电池运行时的压力和温度变化。气密性质子交换膜需要具有良好的气密性，防止燃料气体和氧化剂气体泄漏。催化剂的作用和要求催化剂的作用磷酸型燃料电池中催化剂主要用于加速电化学反应速度，提高电池效率。催化剂可以促进燃料氧化和氧气还原反应，提升电池输出功率。催化剂的要求催化剂需要具有高活性、高稳定性和高选择性，以确保燃料电池能够高效运行。催化剂需要耐高温、耐腐蚀，并具有良好的电子传导性和离子传导性。气体扩散层的作用和要求11.传输气体气体扩散层将燃料气体或氧化剂气体从气体通道均匀地传输到电极表面，为电化学反应提供充足的反应物。22.排除水汽在反应过程中产生的水汽会阻碍反应物的扩散，气体扩散层需要高效地排出水汽，保证反应的顺利进行。33.电学连接气体扩散层连接电极和双极板，确保电流顺利传递，将电化学反应产生的能量输出。44.机械支撑气体扩散层支撑电极，使其保持一定的形状和强度，防止其