储氢燃料电池的发展状况及关键材料技术-精选文档

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氢燃料电池技术——发展状况
这是一款全新的 2+2 多用 途 CUV 车型，搭载氢燃 料电池，最大功率达 136 马力。充满氢燃料 后，续航距离能达 600 公里，它的最高车速为 165 公里/小时。上市时 间 2019 年。
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能源危机
解决方案
节约 能源
新 能 源
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氢燃料电池技术
燃料电池（Fuel Cell），是一种发电装置， 但不像一般非充电电池一样用完就丢弃，也不 像充电电池一样，用完须继续充电，燃料电池 正如其名，是继续添加燃料以维持其电力，所 需的燃料是“氢”，其之所以被归类为新能源， 原因就在此。
阳极反应
H 2 2H 2e
阴极反应
1/2O 22H 2e H 2O
总反应
H 21/2 O 2H 2O
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氢燃料电池技术——工作原理
电子在外电路形成直流电。因此，只要源源不 断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气， 就可以向外电路的负载连续地输出电能。
足见燃料电池的效率必将大于 普通电池
(事实燃料电池效率达到40-80%)
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氢燃料电池技术
燃料成分对燃料电池的影响
燃料成 分
H2
AFC 燃料
CO
毒物
CH4
毒物
S(H2S或 毒物 COS)
Cl2
毒物
PAFC PEMPC MCPC SOFC
燃料
毒物 稀释剂 毒物
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氢燃料电池技术——应用
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氢燃料电池技术——发展状况
20世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返 于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就 安装了这种体积小、容量 大的装置。
进入70年代以后，随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术，很 快，氢燃料电池就被运用于发电和汽车。
……
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氢燃料电池技术——发展状况
各种氢燃料电池车
一次性加满氢燃料后的 最大行驶里程约为240公 里
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氢燃料电池技术——发展状况
这款车搭载最新 e-flex 氢燃料电池驱动系统，通 过氢燃料转化成电能作为动力。该车一次续航 里程可达 483公里，百公里加速仅为 8.5 秒。 上市时间 2019 年。
氢燃料电池轿车加一次氢可跑300多公里，时速达每小时140~150 公里。
目前氢燃料电池的成本是普通汽油机的100倍，这个价格是市场 所难以承受的。
波音公司于2019年4月3日成功试飞氢燃料电池为动力源的一架小 型飞机。
2019年6月30日，山东东岳集团向全世界宣告，我国自主研发的 氯碱用全氟离子膜、燃料电池膜实现国产化。历经8年科研攻关， 打破了美国、日本长期对该项技术的垄断。
2
多孔吸附储氢材料
3
有机液态储氢材料
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氢燃料电池技术——关键材料技术
金属储氢材料通常是指合金氢化物材料，
其储氢密度是标态下氢气的1000倍以上，与液 氢相同甚至超过液氢。目前，趋于成熟和具备 实用价值的金属储氢材料主要有镁系合金和钛 系合金等。近年对于多相储氢合金的研究也取 得了许多有意义的成果。
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氢燃料电池技术——关键材料技术
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储氢燃料电池的发展状况
及关键材料技术
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Contents
1
能源问题
2
氢燃料
3
氢燃料电池
4
氢燃料电池关键材料技术
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能源危机
当今世界开发新能源迫在眉 睫，原因是目前所用的能源如石 油、天然气、煤，均属不可再生 资源，地球上存量有限，而人类 生存又时刻离不开能源，随着石 化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 ……
氢燃料电池技术
氢燃料电池技术
一直被认为是利用氢能，解未来人类能源危机的
终极方案
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氢燃料电池技术——工作原理
工作原理
氢燃料电池本质是水电解 的“逆”装置，主要由3 部分 组成，即阳极、阴极、电解 质。其阳极为氢电极，阴极 为氧电极。通常，阳极和阴 极上都含有一定量的催化剂， 用来加速电极上发生的电化 学反应。两极之间是电解质。
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氢燃料电池技术
尽管目前氢主要是由化石燃料经重整反应而来，
而在重整改质过程中也会排放二氧化碳。然而
用燃料电池把化学能转化成电能的效率高，产 生同样多的电能，所消耗的燃料就比较少，排 放的二氧化碳自然就少了。
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氢燃料电池技术

燃料电池的优点
1、能源转变效率高
2、带噪音
3、低污染
4、适应性强，燃料多样性
5、建设周期短，维护简便
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氢燃料电池技术
1、燃料电池 燃料→电能
2、普通电池 燃料→热能→机械能→电能
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氢燃料电池技术——关键技术
制备
储存
运输
电解水、 裂解化石 燃料、分 解植物等
成本高 条件苛刻
安全问题
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氢燃料电池技术——关键材料技术
在氢能的利用过程中，氢气的储存和运输 是其发展和应用过程中遇到的难点之一。 目前主要有三类典型储氢材料
1
Biblioteka Baidu金属储氢材料
燃料
毒物 稀释剂 毒物
燃料
燃料 燃料 毒物
毒物
-
毒物
燃料
燃料 燃料 毒物 （？） 毒物
可见氢作为燃料的优越性！！！
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清洁高效新能源——氢
氢能经济
重量最轻的元素 导热性最好的气体 自然界存在最普遍的元素 理想的发热值 燃烧性能好 无毒 利用形式多 可以多种形态存在 耗损少 利用率高 运输方便