氢燃料电池 ppt课件
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氢燃料电池车ppt
甲醇氢燃料电池系统的市场
初装成本优势
• 大巴车厂接受此方案的动力：
每辆大巴可省下昂贵的电池，高达 120-180kwh 按市场行价2800元/kwh来计算，节省 初始费用总额：33.6-50.4万元
省 成 本
省下的电池费可添置甲醇氢燃料系统
• 3. 0-50km/h加速时间：＜10s
• 4. 最大爬坡度：≥24%
• 5. 续驶里程：≥400km
• 6. 充电时间：无需充电
•
车身：按微面车造型
•
动力电池组：约8kw.h，主要用于给电机提供最大功率
•
燃料电池配置：静输出功率：＞5kw
•
输出响应时间：＜30s
•
储氢容量：3-4kg
•
储氢罐：约100升
• 方案2.2 甲醇上车，通过车载重整装置制氢，再通过车载电堆总成发出 电来。其难点是，重整制氢装置上车的可靠性保障是非常困难的，要 与汽车同生命周期生命，还有大量的工作要做。（吉利商用车与五洲 龙合作的甲醇客车2016年11月面市)
氢燃料电池汽车发展现状
• 丰田计划在2020年东京奥运会和残奥会到来之前，在东京地区引 进100多辆氢燃料电池巴士（FC巴士）。丰田FC巴士是在丰田和 日野汽车有限公司共同研发燃料电池巴士后的成果。使用高容量 的外部供电系统，包括9千瓦最大供电输出,以及235千瓦时的电力 供应容量。
新能源车的发展方向是纯电驱动
• （1）目前增程式电动车车载内燃机产生的动力不再直接参与汽车的驱动， 驱动汽车的唯一动力源是车载电机；
• （2）车载电机能量来源，重点提倡由车外电源提供，在动力电池比能量这 个瓶颈没有显著的突破条件下，提倡使用增程器（内燃机发电系统）总成对 纯电动汽车进行补电；
氢能与燃料电池ppt课件
.
13
其他储氢方法 配位氢化物储氢 有机物储氢 玻璃微球储氢 地下储氢
物理吸附储氢
.
14
10.4 燃料电池的基本原理
燃料电池的特点 燃料电池的能量转换效率高，不受卡诺效率限制。 清洁、环保。燃料电池不需要锅炉、汽轮机等大型设备、 没有SO x、NO x气体和固体粉尘的排放。 可靠性和操作性良好，噪声低。 所用燃料广泛，占地面积小，建厂具有很大灵活性。
.
2
氢气燃烧的特点 发热值高； 点燃快，燃点高，燃烧性能好,燃烧效率高； 是一种清洁燃料。
一次能源
太阳能 风能
生物质能 地热能 海洋能
制氢
二次能源 氢气
发电
池燃 料 电
水电 解
电力
用户
图10-1 未来能源结构体系的展望
.
3
10.2 氢的制备
通常所指的氢能，指游离的分子氢H2所具有的能量。虽 然地球上氢元素含量十分丰富，但是游离的分子氢却十分的稀 少。大气中游离的H2仅有二百万分之一。 Nhomakorabea.
11
液态储存
将氢气冷却到20K左右，氢气将被液化，体积大大缩小， 然后储存在绝热的低温容器中。液态氢的体积含能量很高， 常温、常压下液氢的密度为气态氢的845倍，液氢的体积能 量密度比高压气态贮存高好几倍，已在宇航中作为燃料获 得应用。
氢气液化装置主要包括加压器、换热器、膨胀机和节流 阀。最常用的氢液化循环是林德（Linde）循环或节流循环。
电池反应
H 2O
Q
H
2
1 2
O2
.
图10-2 电解水制氢原理
6
热化学制氢
从水中制氢，也可以通过高温化学反应的方法进行。按照 反应中所涉及的中间载体物料，可以分成氧化物体系、卤化 物体系、含硫体系和杂化物体系四种反应体系。
新型“氢能源”概述PPT课件(18张)
如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有 害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧 生成的水还可继续制氢，反复循环使用。产物水无腐蚀性，对设备无
损。
氢能源的特点
• 利用率高 • 氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。 • 运输方便 • 氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样氢能源的制取Fra bibliotek电解水制氢
• 水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过 程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量， 则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％， 其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限 制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我 国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。太阳能 取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已 进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及 使用寿命的延长，其用于制氢的前景不可估量。同时，太阳能、风能 及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节，贮存 转化能量，使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时 富余电能也可用于电解水制氢，达到储能的目的。我国各种规模的水 电解制氢装置数以百计，但均为小型电解制氢设备，其目的均为制提 氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大，水电解制氢方法 必将得到发展。
化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如 把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃
料放出的热量还大9000倍。
氢能源的特点
• 理想的发热值 • 除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高
损。
氢能源的特点
• 利用率高 • 氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。 • 运输方便 • 氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样氢能源的制取Fra bibliotek电解水制氢
• 水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过 程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量， 则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％， 其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限 制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我 国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。太阳能 取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已 进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及 使用寿命的延长，其用于制氢的前景不可估量。同时，太阳能、风能 及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节，贮存 转化能量，使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时 富余电能也可用于电解水制氢，达到储能的目的。我国各种规模的水 电解制氢装置数以百计，但均为小型电解制氢设备，其目的均为制提 氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大，水电解制氢方法 必将得到发展。
化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如 把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃
料放出的热量还大9000倍。
氢能源的特点
• 理想的发热值 • 除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高
氢燃料电池PPT幻灯片课件
9
氢的制取
电解水制氢
电何处来？
矿物燃料制氢
天然气制氢 醇类制氢 硼氢化物制氢 ·······
生物质气化制氢
垃圾、秸秆、稻草······
太阳能制氢
10
电解水制氢
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一
提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75～85％，其工艺过 程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制
水电解制氢能耗仍高，一般每立方米氢气电耗为4．5～ 5． 5kWh左右
电能可由各种一次能源提供，其中包括矿物燃料、核能、太阳 能、水能、风能及海洋能等等
11
热化学制氢
当水直接加热到很高温度时，例如3000℃以上，部 分水或水蒸气可以离解为氢和氧
利用太阳能聚焦或核反应的热能
12
光化学制氢
命体等）。 在地球上自然存在的氢的单质（如氢气）数量极少。因此，欲获
得大量的单质氢只有依靠人工制取 天然气、石油、煤炭、生物质能及其他富氢有机物等，都是氢的有
效来源 氢的最大来源是水，特别是海水，根据计算，9吨水可以生产出1
吨氢（及8吨氧），而氢与氧的燃烧产物就是水，因而，水可以再 生。由此可见，以水为原料制氢，可使氢的制取和利用实现良性循 环，真是取之不尽，用之不竭 工业副产氢也是向燃料电池提供燃料的有效途径
5
氢的特点
除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中 最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍
氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且 燃点高，燃烧速度快
氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量 氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化 物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当 处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复 循环使用
氢的制取
电解水制氢
电何处来？
矿物燃料制氢
天然气制氢 醇类制氢 硼氢化物制氢 ·······
生物质气化制氢
垃圾、秸秆、稻草······
太阳能制氢
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电解水制氢
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一
提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75～85％，其工艺过 程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制
水电解制氢能耗仍高，一般每立方米氢气电耗为4．5～ 5． 5kWh左右
电能可由各种一次能源提供，其中包括矿物燃料、核能、太阳 能、水能、风能及海洋能等等
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热化学制氢
当水直接加热到很高温度时，例如3000℃以上，部 分水或水蒸气可以离解为氢和氧
利用太阳能聚焦或核反应的热能
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光化学制氢
命体等）。 在地球上自然存在的氢的单质（如氢气）数量极少。因此，欲获
得大量的单质氢只有依靠人工制取 天然气、石油、煤炭、生物质能及其他富氢有机物等，都是氢的有
效来源 氢的最大来源是水，特别是海水，根据计算，9吨水可以生产出1
吨氢（及8吨氧），而氢与氧的燃烧产物就是水，因而，水可以再 生。由此可见，以水为原料制氢，可使氢的制取和利用实现良性循 环，真是取之不尽，用之不竭 工业副产氢也是向燃料电池提供燃料的有效途径
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氢的特点
除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中 最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍
氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且 燃点高，燃烧速度快
氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量 氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化 物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当 处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复 循环使用
氢能源的介绍PPT课件
利用举例：
燃料电池、利用氢能上天、氢能汽车、氢能燃料发电、 生活用氢等
第13页/共21页
氢能的开发与利用
北京奥运会期间的氢能源公交车
第14页/共21页
•.氢能的利用途径
①氢气燃烧放热（如液态氢 作为火箭燃料）
②用高压氢气，氧气制作氢氧燃料 电池
③利用氢的热核反应释放的 核能（氢弹）
第15页/共21页
碳纳米管储氢材料
第16页/共21页
应用
质子
交换
膜型
燃料
电池
氢能汽车加氢
氢能源
瑞士氢燃料电池市政清扫车
奔驰2009新款燃料电池巴士
ENV氢燃料电池摩托车
第17页/共21页
按石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为
1180~1510亿吨，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。
天然气储备估计在131800~152900兆立方米。年开采量维持在
燃料电池利用氢能上天氢能汽车氢能燃料发电生活用氢等14北京奥运会期间的氢能源公交车151617氢能汽车加氢奔驰2009新款燃料电池巴士瑞士氢燃料电池市政清扫车env氢燃料电池摩托车质子交换燃料电池18天然气储备估计在131800152900兆立方米
第1页/共21页
第2页/共21页
氢能的开发与利用
• 微生物制氢
• 微生物制氢技术亦受人们的关注。利用微生物在常温常压下进和光合微生物产氢两种。属于化能营养微生物的 是各种发酵类型的一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌）发酵微生物放氢的原始基质是各种碳 水化合物、蛋白质等。目前已有利用碳水化合物发酵制氢的专利，并利用所产生的氢气 作为发电的能源。光合微生物如微型藻类和光合作用细菌的产氢过程与光合作用相联系， 称光合产氢。
燃料电池、利用氢能上天、氢能汽车、氢能燃料发电、 生活用氢等
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氢能的开发与利用
北京奥运会期间的氢能源公交车
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•.氢能的利用途径
①氢气燃烧放热（如液态氢 作为火箭燃料）
②用高压氢气，氧气制作氢氧燃料 电池
③利用氢的热核反应释放的 核能（氢弹）
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碳纳米管储氢材料
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应用
质子
交换
膜型
燃料
电池
氢能汽车加氢
氢能源
瑞士氢燃料电池市政清扫车
奔驰2009新款燃料电池巴士
ENV氢燃料电池摩托车
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按石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为
1180~1510亿吨，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。
天然气储备估计在131800~152900兆立方米。年开采量维持在
燃料电池利用氢能上天氢能汽车氢能燃料发电生活用氢等14北京奥运会期间的氢能源公交车151617氢能汽车加氢奔驰2009新款燃料电池巴士瑞士氢燃料电池市政清扫车env氢燃料电池摩托车质子交换燃料电池18天然气储备估计在131800152900兆立方米
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氢能的开发与利用
• 微生物制氢
• 微生物制氢技术亦受人们的关注。利用微生物在常温常压下进和光合微生物产氢两种。属于化能营养微生物的 是各种发酵类型的一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌）发酵微生物放氢的原始基质是各种碳 水化合物、蛋白质等。目前已有利用碳水化合物发酵制氢的专利，并利用所产生的氢气 作为发电的能源。光合微生物如微型藻类和光合作用细菌的产氢过程与光合作用相联系， 称光合产氢。
《氢氧燃料电池》PPT课件
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二、工作原理
氢氧燃料电池工作 时，向阳极和阴极 分别输入氢气和氧 气〔或空气〕，氢 气和氧气在电极与 电解质间的界面上 发生电极反响，同 时向外电路输出电 流。Pa源自e 3三、氢氧燃料电池的优点
〔1〕发电效率高
传统的大型火力发电效率为35%~40%。氢氧燃料电池的能
量转换效率可高达60～80%，为内燃机的2～3倍； 此外，火力发电
聚集地面而构成易燃易爆危险。
Page 5
四、氢氧燃料电池的缺点
本钱高，价格昂贵。 氢气的生产、存储难。
Page 6
五、氢氧燃料电池的分类
按电池构造和工作方式分为离子膜、培根型和石棉膜三类。 ①离子膜氢氧燃料电池：用电池放电时,在氧电极处生成
水，通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、构造紧 凑、重量轻,但离子交换膜内阻较大,放电电流密度小。 ②培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多 孔镍电极(内外层孔径不同)，加铂作催化剂。电解质为 80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温 度(204～260°C)下为液体。这种电池能量利用率较高， 但自耗电大，起动和停机需较长的时间〔起动需24小时， 停机17小时〕。
Page 8
六、再生式氢氧燃料电池
将电池反响产物〔水〕通过电解器转变成反响物〔氢和 氧〕，再重复使用以产生电能的燃料电池，由燃料电池和 电解器两局部组成。可以作为大功率太阳电池阵电源系统 的贮能装置。有日照时，太阳电池阵提供电能给航天器负 载，还用于将水电解成氢和氧，使局部电能贮存起来。航 天器进入阴影区太阳电池不能发电或供电缺乏时，由这种 燃料电池供电。
必须到达一定规模后才具有较高的发电效率，而燃料电池的发电效率
却与规模无关。
〔2〕发电环境友好
二、工作原理
氢氧燃料电池工作 时，向阳极和阴极 分别输入氢气和氧 气〔或空气〕，氢 气和氧气在电极与 电解质间的界面上 发生电极反响，同 时向外电路输出电 流。Pa源自e 3三、氢氧燃料电池的优点
〔1〕发电效率高
传统的大型火力发电效率为35%~40%。氢氧燃料电池的能
量转换效率可高达60～80%，为内燃机的2～3倍； 此外，火力发电
聚集地面而构成易燃易爆危险。
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四、氢氧燃料电池的缺点
本钱高，价格昂贵。 氢气的生产、存储难。
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五、氢氧燃料电池的分类
按电池构造和工作方式分为离子膜、培根型和石棉膜三类。 ①离子膜氢氧燃料电池：用电池放电时,在氧电极处生成
水，通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、构造紧 凑、重量轻,但离子交换膜内阻较大,放电电流密度小。 ②培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多 孔镍电极(内外层孔径不同)，加铂作催化剂。电解质为 80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温 度(204～260°C)下为液体。这种电池能量利用率较高， 但自耗电大，起动和停机需较长的时间〔起动需24小时， 停机17小时〕。
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六、再生式氢氧燃料电池
将电池反响产物〔水〕通过电解器转变成反响物〔氢和 氧〕，再重复使用以产生电能的燃料电池，由燃料电池和 电解器两局部组成。可以作为大功率太阳电池阵电源系统 的贮能装置。有日照时，太阳电池阵提供电能给航天器负 载，还用于将水电解成氢和氧，使局部电能贮存起来。航 天器进入阴影区太阳电池不能发电或供电缺乏时，由这种 燃料电池供电。
必须到达一定规模后才具有较高的发电效率，而燃料电池的发电效率
却与规模无关。
〔2〕发电环境友好
氢能与燃料电池.ppt
1、氢能的三大优势
1）、燃烧放出的热量多 2）、燃烧产物是水，不污染环境 3）、制备的原料是水，资源不受限制
2、氢能的产生方式
1）、以天然气、石油、和煤为原料，在高 温下与水蒸气反应制得
2）、以天然气、石油、和煤为原料，用部 分氧化法制得
3）、电解水制得 4）、生物质气化制得 5）、光解水制得
3、氢能的利用途径
燃料电池在汽车上应用
上海神力科技有限公司 120KW第三代燃料电池大巴 发动机车
上海神力科技有限公司 承担了国家863计划“燃料 电池发动机”项目
神力公司燃料电池车
神力公司燃料电池发动机 所采用的技术路线，不同于 国际知名的大公司如加拿大 巴拉德公司(Ballard Power Systems)、美国通用汽车公 司(GM)等的高压运行技术， 自主开发了常压运行的燃料 电池技术，系统更为简单， 安全性、可靠性高，且拥有 自主知识产权，已申请中国、 美国专利102项。
燃料电池电子设备应用
东芝近年来，在各种展会上都 会展出其设计研发的笔记本燃料 电池，新型燃料电池采用甲醇作 为燃料，通过化学反应产生电能， 与采用锂电池的东芝公司自己生 产的笔记本电脑相比，50CC的 甲醇可以连续使用5小时，超过 锂电池两倍以上。 燃料电池的另 一个好处是只需填充燃料，而不 必像锂电池那样再次充 电。
料电池。
直接甲醇燃料电池
日本则武公司的产品在改进后，提高了功率密度和性能，主
要原因在于使用了有机物和无机物的混合技术来制作电解质材
料，从而大大减少了甲醇透过电解质膜的“甲醇渗透”现象，
并
提
高了电解质膜的形状稳定性。
这种燃料电池以甲醇为能量来源，手机，笔记本电脑将不再用充电。
二、氢氧燃料电池的工作原理
氢能源的介绍课件PPT
天然气重整
01
通过高温和催化剂将天然气转化为氢气和二氧 化碳，这是目前最主要的氢气生产方式。
生物质发酵
03
利用生物质（如农业废弃物）通过发酵产生氢 气，这种方法具有可持续性，但目前生产效率
较低。
电解水
02
利用电解技术将水分解为氧气和氢气，这种方 法需要大量电力，通常在可再生能源丰富的地
区使用。
光解水
目前，全球各大汽车制造商都在积极研发和推广氢燃料电池 汽车，如丰田Mirai、本田Clarity和现代ix35等。这些车型已 经在部分国家和地区上市销售，成为未来可持续交通的重要 发展方向。
氢能源在航空领域的应用
航空领域是碳排放量较大的行业之一，氢能源的应用被认为是解决这一问题的有 效途径。目前，一些航空公司和科研机构正在开展氢燃料电池飞机的研发和试验 工作。
此外，氢能源还可以用于金属的还原、精炼和焊接等工艺 过程，以及用于生产高纯度的水和氧气等产品。
氢能源在家庭领域的应用
在家庭领域，氢能源可以用于供暖、 热水和烹饪等方面。例如，氢燃料电 池热水器和供暖系统可以利用氢气产 生热量，为家庭提供可持续的供暖和 热水解决方案。
此外，氢气还可以用于烹饪食品，如 煮饭和烤面包等。与传统的燃气灶相 比，氢气灶具可以提供更高效、安全 和环保的烹饪方式。
技术挑战
储存和运输
氢气在常温常压下呈气态，储存和运 输难度较大，需要高压或低温等特殊 条件，技术要求较高。
转化效率
目前氢能源的转化效率相对较低，需 要进一步提高技术水平以提高能源利 用效率。
安全问题
爆炸风险
氢气具有易燃易爆的特性，使用过程中存在一定的爆炸风险 ，需要采取严格的安全措施。
泄漏风险
第09章 氢燃料电池课件
第9章氢燃料电池本章主要内容：1．燃料电池基本原理2．燃料电池热力学和反应动力学3．燃料电池的电荷管理4．燃料电池内的质量传递5．燃料电池的一维数值模型9.1 燃料电池简介燃料电池(Fuel Cell，FC)是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效地转化为电能的发电装置。
这种装置的最大特点是由于反应过程不涉及到燃烧，因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制，能量转换效率高达60～80％。
实际使用效率是普通内燃机的2～3倍。
另外，它还具有燃料多样化、排气干净、噪声小、环境污染低、可靠性高及维修性好等优点。
燃料电池被认为是21世纪全新的高效率、节能、环保的发电方式之一。
9.1.1 原理燃料电池是一种能量转换装置。
它按电化学原理，即原电池(如日常所用的锌锰干电池)的工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。
对于一个氧化还原反应，如：[O]+[R]→P式中，[O]代表氧化剂，[R]代表还原剂，P代表反应产物。
原则上可以把上述反应分为两个半反应，一个为氧化剂[O]的还原反应，一个为还原剂[R]的氧化反应，若e代表电子，即有：以最简单的氢氧反应为例，即为如图9-1所示，氢离子在将两个半反应分开的电解质内迁移，电子通过外电路定向流动、作功，并构成总的电的回路。
氧化剂发生还原反应的电极称为阴极，其反应过程称为阴极过程，对外电路按原电池定义为正极。
还原剂或燃料发生氧化反应的电极称为阳极，其反应过程称阳极过程，对外电路定义为负极。
图9-1燃料电池工作原理示意图燃料电池与常规电池不同，它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的贮罐中。
当它工作(输出电流并做功)时，需要不间断地向电池内输入燃料和氧化剂，并同时排出反应产物。
因此，从工作方式上看，它类似于常规的汽油或柴油发电机。
由于燃料电池工作时要连续不断地向电池内送入燃料和氧化剂，所以燃料电池使用的燃料和氧化剂均为流体(即气体和液体)。
氢能PPT——精选推荐
氢能PPT新能源—氢能开发新能源意义氢能优势及产⽣储氢材料氢能开发利⽤展望1.开发新能源意义传统能源新能源柴薪煤⽯油天然⽓?太阳能风能?地热能?海洋能?核能⽣物质能氢能资源丰富，分布⼴泛可再⽣⽆污染新能源传统能源煤⽯油等燃料的燃烧污染环境需求量⼤导致资源匮乏不可再⽣2. 氢能优势及产⽣三⼤优势原料⽔，资源⾜燃烧放热多，142，351kJ/kg汽油发热值3倍燃烧产物⽔，⽆污染氢能产⽣氢能是极理想⼆次能源，被誉为“绿⾊能源”。
是通过⼀定⽅法利⽤其他能源制取的。
⼆次氢能能源⼜可分为“过程性能源”和“含能体能源”。
当今电能就是应⽤最⼴的“过程性能源”，其特点为不易储存；柴油、汽油则是应⽤最⼴的“含能体能源”，可直接储存。
3. 储氢材料⼀种是将原有的储氢材料纳⽶化，还有⼀种就是开发新的纳⽶材料作为储氢材料如碳纳⽶管液态有机储氢材料借助不饱和液体有机物与氢的⼀对可逆反应, 即加氢和脱氢反应来实现，加氢反应时贮氢,脱氢反应时放氢。
?常⽤的有机物氢载体有苯、甲苯、甲基环⼰烷、萘等⾦属与氢形成化合物诸如离⼦型化合物⼀定条件下能将氢释放出来符合要求的有镁系、稀⼟系、钛系和锆系等合⾦储氢材料纳⽶储氢材料常见的储氢材料碳纳⽶管储氢材料4.氢能开发利⽤三⼤⽅⾯ab c依靠氢能氢动⼒汽车氢能发电a.依靠氢能⾄1928年，德国齐柏林公司利⽤氢的巨⼤浮⼒，制造了世界上第⼀艘“L Z—127齐柏林”号飞艇，⾸次把⼈们从德国运送到南美洲，实现了空中飞渡⼤西洋的航程。
⼤约经过了⼗年的运⾏，航程16万多公⾥，使1.3万⼈领受了上天的滋味，这是氢⽓的奇迹。
更先进的是本世纪50年代，美国利⽤液氢作超⾳速和亚⾳速飞机的燃料，使B57双引擎辍炸机改装了氢发动机，实现了氢能飞机上天。
特别是1957前苏联宇航员加加林乘坐⼈造地球卫星遨游太空和1963年美国的宇宙飞船上天，紧接着1968年阿波罗号飞船实现了⼈类⾸次登上⽉球的创举。
这⼀切都依靠着氢燃料的功劳。
氢能源知识PPT
虽然燃料电池发动机的关键技术基本 已经被突破 但是还需要更进一步对燃料电池产业 化技术进行改进
这个阶段需要政府加大研发力方面的水平和领先优势
这包括对掌握燃料电池关键技术的企 业在资金、融资能力等方面予以支持
除此之外，国家还应加快对燃料电池 关键原材料、零部件国产化、批量化 生产的支持
风势渐渐紧了。这个废墟就在皇宫的周围。这时，突然响起了风吹草动 的声音。 “好!”信长就这么说了一声。 到底是什么事情好？谁也不知道。他有可能是要购买所有的洋枪，拥有 最新的武器，然后统一日本。这一声“好”，或许就是有了这种觉悟吧！ 刚才那位瘦巴巴的老侍卫，终于拿着膳食进来了。 “晚饭已准备好了。” 风吹在屋顶上，拿着烛台的老人也摇摇晃晃的…… 两片生鱼
在使用中存在安全隐患：点燃氢气前 必须验纯，氢气燃烧迅速，使用过程 中可能导致能源的浪费。
氢能源优缺点
重量最轻
标准状态下，可成 为液体，若将压力 增大到数百个大气 压，液氢可变为金 属氢
导热性最好
比大多数气体的导 热系数高出10倍。
回收利用
利用氢能源的汽车 排出的废物只是水， 所以可以再次分解 氢，再次回收利用。
信长的父亲信秀以及师父平手政秀的勤皇，是由于年轻时受到山科言继 卿的游说所促成的。 正因为如此，虽然今天父亲和政秀已经不在人间，但信长对于山科卿却 有着特别的好感。 即使现在山科卿在说朝廷之事时，偶尔还会说不出话来，这是因为朝廷 财政困窘，甚至连立太子的仪式费用都无着落。这即是他心 中最大的悲哀。 从信长手中接过土产而被整理出来的膳食终于出现了。信长和山科卿一 同拿起了筷子。 “恕我们大家失礼了，与您一起用餐。” “快，快请！没有什么好东西请各位。” 山科卿感到抱歉地这么说道。 “对了！屋里的其他人都有得吃吧?”
这个阶段需要政府加大研发力方面的水平和领先优势
这包括对掌握燃料电池关键技术的企 业在资金、融资能力等方面予以支持
除此之外，国家还应加快对燃料电池 关键原材料、零部件国产化、批量化 生产的支持
风势渐渐紧了。这个废墟就在皇宫的周围。这时，突然响起了风吹草动 的声音。 “好!”信长就这么说了一声。 到底是什么事情好？谁也不知道。他有可能是要购买所有的洋枪，拥有 最新的武器，然后统一日本。这一声“好”，或许就是有了这种觉悟吧！ 刚才那位瘦巴巴的老侍卫，终于拿着膳食进来了。 “晚饭已准备好了。” 风吹在屋顶上，拿着烛台的老人也摇摇晃晃的…… 两片生鱼
在使用中存在安全隐患：点燃氢气前 必须验纯，氢气燃烧迅速，使用过程 中可能导致能源的浪费。
氢能源优缺点
重量最轻
标准状态下，可成 为液体，若将压力 增大到数百个大气 压，液氢可变为金 属氢
导热性最好
比大多数气体的导 热系数高出10倍。
回收利用
利用氢能源的汽车 排出的废物只是水， 所以可以再次分解 氢，再次回收利用。
信长的父亲信秀以及师父平手政秀的勤皇，是由于年轻时受到山科言继 卿的游说所促成的。 正因为如此，虽然今天父亲和政秀已经不在人间，但信长对于山科卿却 有着特别的好感。 即使现在山科卿在说朝廷之事时，偶尔还会说不出话来，这是因为朝廷 财政困窘，甚至连立太子的仪式费用都无着落。这即是他心 中最大的悲哀。 从信长手中接过土产而被整理出来的膳食终于出现了。信长和山科卿一 同拿起了筷子。 “恕我们大家失礼了，与您一起用餐。” “快，快请！没有什么好东西请各位。” 山科卿感到抱歉地这么说道。 “对了！屋里的其他人都有得吃吧?”
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新能源——燃料电池
一、前言
新能源的要求
高效、清洁、经济、安全 太阳能，风能，潮汐能 氢能？
化石能源的特点
温室效应 ➢ CO2的排放量逐年增加
卡诺循环限制 ➢ 转化效率低、能源浪费严重
污染严重 ➢ 粉尘、CO2、NOx
2
氢能
未来最有前途的能源
氢能 受控核聚变能 而这两种能源都与氢元素息息相关，前者直接利用氢，后者
所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出 10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体
氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％， 除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是 地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它 所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍
20
副产氢回收
各类工业副产氢的可回收总量，估计可达15亿m3 以上
廉价的制氢技术 安全可靠的贮氢和输氢方法
氢易气化、着火、爆炸
8
氢的来源
在宇宙中氢是最丰富的物质，氢在自然界多以化合物形态出现 在地壳十公里范围内（包括海洋和大气）化合态氢的重量组成约
占据1％，原子组成占据15．4％。 化合态氢的最常见形式是水和有机物（如石油、煤炭、天然气及生
命体等）。 在地球上自然存在的氢的单质（如氢气）数量极少。因此，欲获
二氧化碳6％
16
生物质制氢
生物质气化制氢
将生物质原料如薪柴、锯未、麦秸、稻草等压制成型， 在气化炉（或裂解炉）中进行气化或裂解反应可制得含 氢燃料气。
其气化产物中氢气约占10％左右
17
生物质制氢
微生物制氢技术
利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可制得氢气 化能营养微生物
➢ 各种发酵类型的一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌 ➢ 发酵微生物放氢的原始基质是各种碳水化合物、蛋白质等
水电解制氢能耗仍高，一般每立方米氢气电耗为4．5～ 5． 5kWh左右
电能可由各种一次能源提供，其中包括矿物燃料、核能、太阳 能、水能、风能及海洋能等等
11
热化学制氢
当水直接加热到很高温度时，例如3000℃以上，部 分水或水能
12
光化学制氢
光化学制氢是以水为原料，光催化分解制取氢气 的方法
光催化过程是指含有催化剂的反应体系，在光照 下由于有催化剂存在，促使水解制得氢气。
13
矿物燃料制氢
煤制氢
煤的焦化
➢ 焦炉煤气组成中含氢气55~60％（体积）、甲烷23~27％、一 氧化碳6~8％等
煤的气化
➢ 所制得煤气组成为氢37~39％（体积）、一氧化碳17~18％、 二氧化碳32％、甲烷8~10％
则利用氢的同位素——氘
氢蕴藏于浩瀚的海洋之中
海洋的总体积约为13.7亿立方千米，若把其中的氢提炼出来， 约有1.4×1017吨，所产生的热量是地球上矿物燃料的9000 倍
3
氢能正是一种理想的新的含能体能源
二次能源
“过程性能源” ➢ 电能
可从各种一次能源中生产出来，例如煤炭、石油、天然气、太阳 能、风能、水力、潮汐能、地热能、核燃料等均可直接生产电能
得大量的单质氢只有依靠人工制取 天然气、石油、煤炭、生物质能及其他富氢有机物等，都是氢的有
效来源 氢的最大来源是水，特别是海水，根据计算，9吨水可以生产出1
吨氢（及8吨氧），而氢与氧的燃烧产物就是水，因而，水可以再 生。由此可见，以水为原料制氢，可使氢的制取和利用实现良性循 环，真是取之不尽，用之不竭 工业副产氢也是向燃料电池提供燃料的有效途径
“含能体能源” ➢ 柴油、汽油
生产它们几乎完全依靠化石燃料 随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些
资源将要枯竭 这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能
体能源
4
氢的特点
所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/l； 在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液 氢就可变为金属氢
14
矿物燃料制氢
以天然气或轻质油为原料制取氢气
水蒸气重整
➢ CH4+H2O→CO+H2 ➢ CO+H2O→CO2+H2 ➢ CnH2n＋2+nH2O→nCO+（2n+1）H2
用该法制得的气体组成中，氢气含量可达74％（体积）。
15
矿物燃料制氢
以重油为原料部份氧化法制取氢气
重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢气体产物 气体产物组成：氢气46％（体积），一氧化碳46％，
6
氢的特点
氢能利用形式多
既可以通过燃烧产生热能 ➢ 发电 ➢ 做功
作为能源材料用于燃料电池 转换成固态氢用作结构材料
用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在 的内燃机稍加改装即可使用
氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各 种应用环境的不同要求
7
氢能有待解决的关键问题
9
氢的制取
电解水制氢
电何处来？
矿物燃料制氢
天然气制氢 醇类制氢 硼氢化物制氢 ·······
生物质气化制氢
垃圾、秸秆、稻草······
太阳能制氢
10
电解水制氢
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一
提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75～85％，其工艺过 程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制
光合微生物
➢ 微型藻类和光合作用细菌的产氢过程与光合作用相联系，称光 合产氢
18
其它合氢化物制氢
硫化氢中制取氢气
我国有丰富的H2S资源
硼氢化钠制取氢气
车载氢源研究热点
19
太阳能制氢
无穷无尽 太阳能热分解水制氢
热化学制氢
太阳能发电电解水制氢
电解水制氢
太阳光光催化分解水制氢 太阳能生物质制氢等等
5
氢的特点
除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中 最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍
氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且 燃点高，燃烧速度快
氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量 氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化 物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当 处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复 循环使用
一、前言
新能源的要求
高效、清洁、经济、安全 太阳能，风能，潮汐能 氢能？
化石能源的特点
温室效应 ➢ CO2的排放量逐年增加
卡诺循环限制 ➢ 转化效率低、能源浪费严重
污染严重 ➢ 粉尘、CO2、NOx
2
氢能
未来最有前途的能源
氢能 受控核聚变能 而这两种能源都与氢元素息息相关，前者直接利用氢，后者
所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出 10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体
氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％， 除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是 地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它 所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍
20
副产氢回收
各类工业副产氢的可回收总量，估计可达15亿m3 以上
廉价的制氢技术 安全可靠的贮氢和输氢方法
氢易气化、着火、爆炸
8
氢的来源
在宇宙中氢是最丰富的物质，氢在自然界多以化合物形态出现 在地壳十公里范围内（包括海洋和大气）化合态氢的重量组成约
占据1％，原子组成占据15．4％。 化合态氢的最常见形式是水和有机物（如石油、煤炭、天然气及生
命体等）。 在地球上自然存在的氢的单质（如氢气）数量极少。因此，欲获
二氧化碳6％
16
生物质制氢
生物质气化制氢
将生物质原料如薪柴、锯未、麦秸、稻草等压制成型， 在气化炉（或裂解炉）中进行气化或裂解反应可制得含 氢燃料气。
其气化产物中氢气约占10％左右
17
生物质制氢
微生物制氢技术
利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可制得氢气 化能营养微生物
➢ 各种发酵类型的一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌 ➢ 发酵微生物放氢的原始基质是各种碳水化合物、蛋白质等
水电解制氢能耗仍高，一般每立方米氢气电耗为4．5～ 5． 5kWh左右
电能可由各种一次能源提供，其中包括矿物燃料、核能、太阳 能、水能、风能及海洋能等等
11
热化学制氢
当水直接加热到很高温度时，例如3000℃以上，部 分水或水能
12
光化学制氢
光化学制氢是以水为原料，光催化分解制取氢气 的方法
光催化过程是指含有催化剂的反应体系，在光照 下由于有催化剂存在，促使水解制得氢气。
13
矿物燃料制氢
煤制氢
煤的焦化
➢ 焦炉煤气组成中含氢气55~60％（体积）、甲烷23~27％、一 氧化碳6~8％等
煤的气化
➢ 所制得煤气组成为氢37~39％（体积）、一氧化碳17~18％、 二氧化碳32％、甲烷8~10％
则利用氢的同位素——氘
氢蕴藏于浩瀚的海洋之中
海洋的总体积约为13.7亿立方千米，若把其中的氢提炼出来， 约有1.4×1017吨，所产生的热量是地球上矿物燃料的9000 倍
3
氢能正是一种理想的新的含能体能源
二次能源
“过程性能源” ➢ 电能
可从各种一次能源中生产出来，例如煤炭、石油、天然气、太阳 能、风能、水力、潮汐能、地热能、核燃料等均可直接生产电能
得大量的单质氢只有依靠人工制取 天然气、石油、煤炭、生物质能及其他富氢有机物等，都是氢的有
效来源 氢的最大来源是水，特别是海水，根据计算，9吨水可以生产出1
吨氢（及8吨氧），而氢与氧的燃烧产物就是水，因而，水可以再 生。由此可见，以水为原料制氢，可使氢的制取和利用实现良性循 环，真是取之不尽，用之不竭 工业副产氢也是向燃料电池提供燃料的有效途径
“含能体能源” ➢ 柴油、汽油
生产它们几乎完全依靠化石燃料 随着化石燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些
资源将要枯竭 这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的、储量丰富的新的含能
体能源
4
氢的特点
所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/l； 在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液 氢就可变为金属氢
14
矿物燃料制氢
以天然气或轻质油为原料制取氢气
水蒸气重整
➢ CH4+H2O→CO+H2 ➢ CO+H2O→CO2+H2 ➢ CnH2n＋2+nH2O→nCO+（2n+1）H2
用该法制得的气体组成中，氢气含量可达74％（体积）。
15
矿物燃料制氢
以重油为原料部份氧化法制取氢气
重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢气体产物 气体产物组成：氢气46％（体积），一氧化碳46％，
6
氢的特点
氢能利用形式多
既可以通过燃烧产生热能 ➢ 发电 ➢ 做功
作为能源材料用于燃料电池 转换成固态氢用作结构材料
用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在 的内燃机稍加改装即可使用
氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各 种应用环境的不同要求
7
氢能有待解决的关键问题
9
氢的制取
电解水制氢
电何处来？
矿物燃料制氢
天然气制氢 醇类制氢 硼氢化物制氢 ·······
生物质气化制氢
垃圾、秸秆、稻草······
太阳能制氢
10
电解水制氢
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一
提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75～85％，其工艺过 程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制
光合微生物
➢ 微型藻类和光合作用细菌的产氢过程与光合作用相联系，称光 合产氢
18
其它合氢化物制氢
硫化氢中制取氢气
我国有丰富的H2S资源
硼氢化钠制取氢气
车载氢源研究热点
19
太阳能制氢
无穷无尽 太阳能热分解水制氢
热化学制氢
太阳能发电电解水制氢
电解水制氢
太阳光光催化分解水制氢 太阳能生物质制氢等等
5
氢的特点
除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中 最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍
氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且 燃点高，燃烧速度快
氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量 氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化 物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当 处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复 循环使用