燃料电池 一、燃料电池的简介 二、燃料电池的分类 三、燃料电池的工作原理 四、氢氧燃料电池的制作 五、燃料电池的优点
人、 燃料电池的简介 1、什么是燃料电池 燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中 的化学能直接转化为电能的装置，由于它 要依靠燃料的化学反应释放出来的能量转 变成为电能输出，故被称为燃料电池。 氢氧燃料电池装置从本质上说是水电解的一个” 逆“装置。电解水过程中，通过外加电源将水电 解，产生氢和氧；而在燃料电池中，则是氢和氧 通过电化学反应生成水，并释放出电能
氢氧燃料电池装置从本质上说是水电解的一个" 逆"装置。电解水过程中，通过外加电源将水电 解，产生氢和氧；而在燃料电池中，则是氢和氧 通过电化学反应生成水，并释放出电能
2、燃料电池发展史 早在1839年，英国人W.Grove就提出了氢和氧反应 可以发电的原理，这就是最早的氢-氧燃料电池(C) 20世纪60年代初，由于航天和国防的需要，才开发 了液氢和液氧的小型燃料电池，应用于空间飞行和潜 水艇 近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境保护 的突出，要求开发利用新的清洁再生能源。燃料电池 由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受 到世界各国的普遍重视
早在1839年，英国人W.Grove就提出了氢和氧反应 可以发电的原理，这就是最早的氢-氧燃料电池(FC) 20世纪60年代初，由于航天和国防的需要，才开发 了液氢和液氧的小型燃料电池，应用于空间飞行和潜 水艇 近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境保护 的突出，要求开发利用新的清洁再生能源。燃料电池 由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受 到世界各国的普遍重视
3、燃料电池的广泛应用 燃料电池不仅是汽车最有前途的替代清洁能源， 还能广泛应用于航天飞机、潜艇、水下机器人、 通信系统、中小规模电站、家用电源，据预测， 燃料电池将成为继火电、水电、核电后的第四 代发电方式，它的应用和推广将引发21世纪新 能源与环保的绿色革命。 然料电池汽车
燃料电池不仅是汽车最有前途的替代清洁能源， 还能广泛应用于航天飞机、潜艇、水下机器人、 通信系统、中小规模电站、家用电源，据预测， 燃料电池将成为继火电、水电、核电后的第四 代发电方式，它的应用和推广将引发21世纪新 能源与环保的绿色革命
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二、燃料电的分类 依据电解质的不同，可将燃料电池分 为： 1、碱性燃料电池 2、磷酸型燃料电池 3、熔融碳酸盐燃料电池 4、固体氧化物燃料电池 5、质子交换膜燃料电池
1、碱性燃料电池 2、磷酸型燃料电池 3、熔融碳酸盐燃料电池 4、固体氧化物燃料电池 5、质子交换膜燃料电池 依据电解质的不同，可将燃料电池分 为：
燃料电池的分类 磷酸型燃料电池 熔融碳酸盐 类型 型燃料电池 固体氧化物型燃料电 质子交换膜燃料电池 (PAFC) 池(S0FC) (PEMFC) (MCFC) 燃料 煤气、天然气、 煤气、天然 煤气、天然气、甲醇 甲醇等 气、甲醇等 等 纯2、天然气 电解 质 磷酸水溶液 K1iC03溶盐 Zr02-Y203(YSZ) 离子(Na离子) 阳 多孔质石墨(Pt 多孔质镍 (不要Pt催 Ni-Zr02金属陶瓷（不 多孔质石墨或Ni(Pt 极 催化剂) 化剂) 要Pt催化剂) 催化剂) 电 极 阴 含Pt催化剂+多 多孔Ni0 多孔质石墨或Ni(Pt 孔质石墨 (掺锂) LaXSr1-XMn (Co)03 +Tefion 催化剂) 工作 200℃ 650℃ 6001000℃ 100℃ 温度
类型 磷酸型燃料电池 （PAFC） 熔融碳酸盐 型燃料电池 （MCFC） 固体氧化物型燃料电 池（SOFC） 质子交换膜燃料电池 （PEMFC） 燃料 煤气、天然气、 甲醇等 煤气、天然 气、甲醇等 煤气、天然气、甲醇 等 纯H2、天然气 电解 质 磷酸水溶液 KliCO3溶盐 ZrO2-Y2O3(YSZ) 离子(Na离子) 电 极 阳 极 多孔质石墨(Pt 催化剂) 多孔质镍 (不要Pt催 化剂) Ni-ZrO2金属陶瓷(不 要Pt催化剂) 多孔质石墨或Ni(Pt 催化剂) 阴 极 含Pt催化剂+多 孔质石墨 +Tefion 多孔NiO （掺锂） LaXSr1-XMn(Co)O3 多孔质石墨或Ni(Pt 催化剂) 工作 温度 ~200℃ ~650℃ 600~1000℃ ~100℃
燃料电池的分类及技术比较 燃料电 电解质 工作温 池 度 电化学反应式 60- 阳极：2→2H+2e PEMFC 固体有机膜 100℃ 阴极：1/202+2H++2e →H20 PAFC 175- 阳极：2→2H++2e H3P04 200℃ 阴极：1/202+2H+ +2e→H20 阳极：H2+C032 (Li、Na、K)2C03 600- →H20+C02+2e MCFC 1000℃ 阴极：1/202+ C02+2e→C032 600 SOFC SZ(用Y203稳定的Zr02 阳极：H2+02一→20+2e 1000℃ 阴极：1/202+2e→02
燃料电 池 电解质 工作温 度 电化学反应式 PEMFC 固体有机膜 60- 100℃ 阳极：H2→2H++2e 阴极：1/2O2+2H+ +2e →H2O PAFC H3PO4 175- 200℃ 阳极：H2→2H+ +2e 阴极：1/2O2+ 2H+ +2e→H2O MCFC （Li、Na、K）2CO3 600- 1000℃ 阳极：H2+CO32－ →H2O+CO2+2e 阴极：1/2O2+ CO2+2e→CO32－ SOFC YSZ（用Y2O3稳定的ZrO2） 600- 1000℃ 阳极：H2+O2－→H2O+2e 阴极：1/2O2+2e→O2－
