燃料电池 高效、环境友好的发电方式PDF电子书下载

导言 1

第1章 燃料电池的基本原理 5

1.1 原理与概念 5

1.2 特点与应用 7

1.2.1 燃料电池的特点 7

1.2.2 燃料电池的应用 7

1.3 关键材料与部件 8

1.4 电催化与电催化剂 9

1.5 多孔气体扩散电极 10

1.6 电解质隔膜 11

1.7 双极板材料与流场 13

1.7.1 双极板的功能要求 13

1.7.2 双极板材料 13

1.7.3 流场 14

1.8 电池组与相关技术 14

1.9 电池系统 16

1.10 燃料电池的分类与技术发展状态 18

第2章 碱性燃料电池 20

2.1 碱性燃料电池的原理、材料、特点与应用 20

2.1.1 原理 20

2.1.2 电催化剂 21

2.1.3 电极结构 21

2.1.4 石棉隔膜 22

2.1.5 双极板材料与流场 23

2.1.6 电池结构 23

2.1.7 特点 24

2.1.8 应用 25

2.2 阿波罗登月飞船用碱性燃料电池 26

2.3 美国航天飞机用碱性氢氧燃料电池 30

2.4 我国研制的航天飞行碱性燃料电池 34

第3章 磷酸型燃料电池 40

3.1 原理、材料、结构与性能 40

3.1.1 原理 40

3.1.2 材料 40

3.1.3 电池组 43

3.1.4 燃料气源 44

3.1.5 电池性能 45

3.1.6 磷酸燃料电池系统 47

3.2 磷酸燃料电池实验电站 48

3.2.1 Target(目标)计划 48

3.2.2 GRI-DOE计划 49

3.2.3 FCG-1计划 51

3.2.4 磷酸燃料电池电站的技术状态 52

第4章 质子交换膜型燃料电池 56

4.1 概述 56

4.1.1 工作原理 56

4.1.2 发展简史 57

4.1.3 特点与用途 57

4.2 电催化剂 58

4.3 电极 59

4.4 质子交换膜 61

4.5 膜电极三合一组件 63

4.6 双极板材料与流场 64

4.7 单电池结构与性能 66

4.7.1 单电池结构 66

4.7.2 单电池性能 67

4.8 电池组技术 70

4.8.1 电池组的密封技术 70

4.8.2 电池组的增湿技术 71

4.8.3 电池组的排热技术 72

4.9 电池组与性能 74

4.10 质子交换膜燃料电池作为电动车动力源 78

4.10.1 概述 78

4.10.2 燃料电池是电动车的样车简介 80

4.11 质子交换膜燃料电池用作可移动电源、家庭电源与分散电站 89

4.12 质子交换膜燃料电池作为水下机器人、潜艇不依赖空气推进的电源 92

4.13 质子交换膜燃料电池商品化必须解决的问题 94

4.13.1 降低成本 94

4.13.2 氢源问题 96

4.14 直接甲醇燃料电池 97

第5章 熔融碳酸盐燃料电池 100

5.1 工作原理 100

5.2 电池隔膜 101

5.2.1 偏铝酸锂粉料的制备 102

5.2.2 偏铝酸锂隔膜的制备 103

5.3 电极 105

5.3.1 电催化剂 105

5.3.2 电极制备 106

5.3.3 隔膜与电极的孔匹配 106

5.4 双极板 107

5.5 电池结构与性能 108

5.5.1 电池结构 108

5.5.2 电池性能 109

5.6 熔融碳酸盐燃料电池试验电站 112

5.7 熔融碳酸盐燃料电池商业化尚需解决的关键技术问题 118

5.7.1 阴极的溶解 118

5.7.2 阳极的蠕变 119

5.7.3 熔盐电解质对电池双极板材料的腐蚀 120

5.7.4 电解质的流失 120

第6章 固体氧化物燃料电池 122

6.1 固体氧化物燃料电池的原理和特点 122

6.2 固体氧化物电解质 123

6.3 电催化剂与电极 124

6.3.1 阴极 124

6.3.2 阳极 125

6.4 双极连接与密封材料 125

6.5 电池结构与组装 126

6.5.1 管式固体氧化物燃料电池 126

6.5.2 平板式固体氧化物燃料电池 127

6.5.3 瓦楞式固体氧化物燃料电池 128

6.5.4 热交换一体化的HEXIS结构 129

6.6 十至数百千瓦级管式固体氧化物燃料电池的电站试验 129

6.7 十千瓦平板式固体氧化物燃料电池试验电站 130

6.8 中温固体氧化物燃料电池 133

回顾与展望 135

参考文献 139