新型燃料电池的研究毕业论文

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新型燃料电池的研究与应用

新型燃料电池的研究与应用

新型燃料电池的研究与应用一、燃料电池简介燃料电池是一种将氢气或其他一些燃料(如甲醇、乙醇等)的化学能转换成电能的装置。

燃料电池是一种清洁的、高效的能源转换技术,主要应用在移动设备、汽车和住房等领域,是未来能源领域的一个重要方向。

燃料电池相对于传统电池的优势在于,它们的能源密度更高,可以在更长时间内持续运作。

而且,燃料电池的排放只是水和热能,因此它们是一种非常清洁和环保的能源。

二、新型燃料电池的研究1. PEM燃料电池PEM燃料电池是一种利用质子交换膜作为电子分离和传输媒介的燃料电池。

PEM燃料电池主要应用于移动设备、汽车和船舶等领域。

由于它们的反应速度快、效率高、可调节输出功率、能够在低温下工作等特点,因此成为燃料电池研究的一个重要方向。

2. 固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池是一种利用氧离子作为电荷载体的高温燃料电池。

它们的工作温度通常在600°C至1000°C之间,其主要优点包括高效率和高功率密度。

但它们的制造需要高温处理,制造成本较高,因此尚未得到广泛应用。

3. 革命性燃料电池由于传统燃料电池需要使用贵重金属催化剂来加速反应速度,这导致了成本高昂的问题。

因此,新型燃料电池的发展旨在解决这个问题。

最近,研究人员在使用金属-有机框架(MOF)在无催化剂的条件下促进燃料电池反应的过程中,取得了重大的突破。

这些革命性的燃料电池可以将氢气转换成电能,并且在没有贵重金属的情况下效率仍然非常高。

三、新型燃料电池的应用1. 汽车燃料电池汽车是一种使用燃料电池作为动力来源的电动汽车。

与传统汽车相比,它们的性能更加出色,可以在更长时间内驱动,而且它们排放的是水而不是有害气体,因此是一种非常清洁和环保的能源。

但是,目前燃料电池汽车的制造成本依然较高,因此它们的普及还需要一定的时间。

2. 移动设备移动设备通常需要更小、更轻、更可靠的电源,燃料电池可以满足这些需求。

相比于传统电池,燃料电池的能量密度更高,更加轻巧,因此适用于某些特殊的移动设备,如无人机、机器人、手持终端等。

毕业设计(论文)-电动汽车燃料电池技术的研究[管理资料]

毕业设计(论文)-电动汽车燃料电池技术的研究[管理资料]

学号 20110351442015届本科生毕业论文设计题目电动汽车燃料电池技术的研究作者姓名指导教师所在学院职业技术学院专业(系) 机械设计制造及为其自动化班级(届) 2011 级完成日期2015 年 5 月 4 日电动汽车燃料电池技术的研究摘要随着能源紧缺和环境污染问题的日益严重,社会对汽车的高效、清洁、经济和安全性提出了更高要求。

文章介绍了燃料电池车的历史、电动汽车的分类、燃料电池电动汽车技术、燃料电池分类、燃料电池技术当前存在并且急需要解决的问题、燃料电动汽车的发展前景等方面,分析了燃料电池电动汽车在发展与应用中需要解决的关键技术。

指出燃料电池作为一种新能源,以其高效能和零污染等优点日益受到重视,燃料电池电动汽车及其技术也得到了越来越广泛地应用和发展。

关键词:电动汽车;燃料电池;经济性;效率The electric car fuel cell technology researchAbstractWith the increasingly serious problem of energy shortage and environmental pollution, social on the car's efficient, clean, economic and security of proposed higher article introduces the current and urgent need to address the problem, fuel electric vehicle development prospects of fuel cell vehicle history, electric vehicle classification, fuel cell electric vehicle technology, fuel battery, fuel cell technology, analyzes the key techniques needed to be resolved in the development and application of fuel cell electric vehicle. It is pointed out that the fuel cell as a kind of new energy, to its high efficiency and zero pollution has attracted more and more attention. Fuel cell electric vehicle and its technology has been more and more widely application and development.Keywords:Electric vehicle ;Fuel cell ;Economy ;Efficienc目录1 绪论 (1)绪论综述 (1)燃料电池车的历史 (2)2电动汽车的分类 (3) (3)................................................................. (错误!未定义书签。

燃料电池技术现状分析论文

燃料电池技术现状分析论文

燃料电池技术现状分析论文燃料电池技术作为可再生能源核心领域的重要组成部分,被誉为“能源革命”中的一大亮点,其应用逐渐扩大到重电力、交通运输甚至是移动电力等各个领域。

目前,全球燃料电池技术的开发和应用形势十分乐观,但燃料电池还面临一些技术难点和挑战,本文将从燃料电池技术现状分析出发,探讨燃料电池技术所面临的困境和未来发展方向。

一、燃料电池技术现状燃料电池技术是将化学能转化为电能的一种新型技术,它可以通过利用氢气、甲烷、乙醇、丙烷等气体或液体作为燃料,采用电化学反应将燃料和氧气直接转化为电能,每种燃料有不同的类型,包括氢气燃料电池、甲醇燃料电池和乙醇燃料电池等。

其中氢气燃料电池是目前燃料电池应用最为广泛的一种。

氢气燃料电池技术具有高能量密度、清洁环保、发电效率高等优势,在汽车、电力、航空航天、军事等领域具有广泛的应用前景。

当前,氢气燃料电池技术已经进入产业化阶段,主要厂商有丰田、本田、通用、福特、戴姆勒、大众等的汽车制造商和百万瓦级的电力公司。

随着燃料电池技术的发展和应用,业内普遍认为燃料电池技术的核心技术已经具备,但整个系统的成本、耐久性、系统复杂性和大规模生产的能力仍存在很大的挑战。

二、燃料电池技术所面临的困境1.成本燃料电池技术目前的成本仍然很高,构造成本和制造成本各占总成本的一半。

主要原因是燃料电池材料成本高,生产过程复杂,生产规模小,经济性不足。

此外,配套设施和基础设施的建设也需要大量的资金支持。

2.耐久性燃料电池的耐久性仍然是影响其商业化的关键因素,目前燃料电池的寿命约为3-5年,还无法满足商业应用的要求。

需要解决的问题主要是燃料电池寿命问题和高温高压环境下热失配的问题。

3.复杂性燃料电池的系统复杂度高,需要更多的控制系统和管理系统的支持,而这些系统和管理系统的开发成本高,需要更多的工程师参与。

因此,燃料电池技术的大规模推广和商业化需要大量的投入。

4.政策支持多个国家政府出台的燃料电池相关政策已经对燃料电池技术发展起到积极的推动和作用。

新型燃料电池技术的研究和应用

新型燃料电池技术的研究和应用

新型燃料电池技术的研究和应用随着环保意识的不断增强,能源领域的各种技术也在不断创新发展。

新型燃料电池技术作为一种新型的清洁能源技术,在这个领域引起了越来越多人的关注,越来越多的企业也开始投入到这一技术的研究和应用中。

本文将着重介绍新型燃料电池技术的基本原理、优势以及主要的应用场景。

一、新型燃料电池技术的基本原理新型燃料电池技术是一种将氢气、甲醇、天然气等可再生能源,通过氧化还原反应转化为电能的技术。

其内部由阳极、阴极、电解质和催化剂构成。

氢气经过阳极催化剂的氧化反应,产生电子和氢离子,在电解质中与氧气发生还原反应,产生水和电能。

除了氢气之外,甲醇也是比较常用的燃料,其原理与氢气类似。

二、新型燃料电池技术的优势与传统的燃油机相比,新型燃料电池技术具有明显的优势。

首先,燃料电池在转化能量时不会产生污染物,只有水和少量的二氧化碳等排放物质,与传统化石燃料车辆相比几乎成了“零排放”。

其次,燃料电池的效率比较高,也就是说,通过对燃料作用产生的能量可以转化为电能的效率相对较高。

再次,燃料电池的维护成本低,使用寿命长,因为它内部没有很多动态部位,只有少量的催化剂,基本上不需要进行周期性更换。

最后,燃料电池的噪音较小,振动小,特别适用于城市短距离的出行需求。

三、新型燃料电池技术的主要应用场景与“电动汽车”相比,新型燃料电池技术被称为“绿色’能源的代名词,其应用场景也更为广泛。

在目前来看,新型燃料电池技术主要用于以下几个领域:1. 汽车领域汽车行业是新型燃料电池技术最广泛的应用领域,它可以替代传统的化石燃料车辆,从而实现“零碳排放”的理念。

2018年,普通汽车和商用车的燃料电池车出货量达到了相当可观的水平,与传统的电池动力汽车相比,新型燃料电池车有着更好的里程数、燃料效率、稳定性和可靠性。

2. 航空领域随着近年来新能源技术的飞速发展,航空领域也开始关注新型燃料电池技术。

目前,一些小型的无人机和飞艇已经开始采用新能源技术,一些大型的航天载具也已经展开了相关的测试。

燃料电池论文

燃料电池论文

摘要:本文概述了燃料电池的工作特点和原理,介绍了燃料电池在军事和国民的应用,它的发展前景以及发电系统的特点,我国政府对燃料电池的态度。

关键字:燃料电池、发展、发电、能源、军事、应用、燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。

燃料电池十分复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论。

燃料电池是能源、电力行业不得不正视的课题。

了解燃料电池的原理是研究其应用的基础,所以下面以氢氧燃料电池为例阐述其原理。

燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。

燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。

燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作。

燃料电池与常规电池不同在于,它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水,并释放出电能;只要保持燃料供应,电池就会不断工作提供电能。

随着现代文明的发展,人们逐渐认识到传统的能源利用方式有两大弊病。

一是储存于燃料中的化学能必需首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能,受卡诺循环及现代材料的限制,在机端所获得的效率只有33~35%,一半以上的能量白白地损失掉了;二是传统的能源利用方式给今天人类的生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染。

对于发电行业来说,虽然采用的技术在不断地升级,如开发出了超高压、超临界、超超临界机组,开发出了流化床燃烧和整体气化联合循环发电技术,但这种努力的结果是:机组规模巨大、超高压远距离输电、投资上升,到用户的综合能源效率仍然只有35%左右,大规模的污染仍然没有得到根本解决。

多年来人们一直在努力寻找既有较高的能源利用效率又不污染环境的能源利用方式。

这就是燃料电池发电技术。

1839年英国的Grove 发明了燃料电池,并用这种以铂黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦讲演厅的照明灯。

新型燃料电池研究

新型燃料电池研究

新型燃料电池研究一、新型燃料电池简介燃料电池是一种将氢气或可燃气体转化为电能的装置。

燃料电池具有高效率、低运行温度、低污染、可再生等特点,逐渐成为新能源领域的研究热点。

新型燃料电池主要包括质子交换膜燃料电池(Polymer Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)、高温固体氧化物燃料电池(High Temperature Solid Oxide Fuel Cell, HT-SOFC)、碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cell, AFC)等。

在新型燃料电池的发展中,质子交换膜燃料电池是研究最广泛的类型之一。

质子交换膜燃料电池通过在阳极和阴极之间引入一层质子交换膜,使得燃料(氢气)在阳极电离成为质子和电子,进而通过质子交换膜转移到阴极,与氧气发生反应并产生水。

而电子则在外部电路中流动,产生电能。

而高温固体氧化物燃料电池(HT-SOFC)则利用导电陶瓷膜作为固体电解质,实现了在更高的温度下工作。

而碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cell, AFC)易于在非贵金属催化剂下,实现氧还原反应,其效率、稳定性和寿命均优于其他类型的燃料电池。

二、 PEMFC的研究进展质子交换膜燃料电池作为适用于低温And高温And小型化的转换器,广泛引起亚米领域的关注,被认为是推动全球能源转型的关键技术之一。

根据官方统计数据,截至2019年12月31日,全球燃料电池相关的专利已经逾5000件,其中PEMFC相关技术发明专利居首。

随着质子交换膜燃料电池技术的不断提升,其热稳定性、氧化安定性、性能及寿命等指标均已接近及达到实用性水平,具有很强的市场推广潜力。

在质子交换膜燃料电池研究中,电子催化剂技术是引人注目的焦点。

目前,质子交换膜燃料电池中常用的电子催化剂是铂族金属,但大量应用金属铂会导致昂贵成本、稳定性、加工难度等问题,限制了其应用规模。

为此,研发非贵金属催化剂成为近年来的研究热点。

新型燃料电池的性能分析与优化

新型燃料电池的性能分析与优化

新型燃料电池的性能分析与优化随着世界经济的不断发展和技术的进步,人们对环保、节能的追求越来越高。

新型汽车燃料电池作为一种广受欢迎的新型动力技术,具有能够减少能源消耗,降低环境污染的优点,因此备受瞩目。

在本文中,我们将主要对新型燃料电池的性能分析与优化进行讨论。

一、新型燃料电池的背景介绍燃料电池是一种将氢气与氧气通过电化学反应产生电能的动力装置。

目前,燃料电池已经被广泛应用于广播电话、移动电源和信息技术等领域。

在燃料电池技术发展的过程中,固态氧化物燃料电池(SOFC)是燃料电池技术的最新发展方向,它具有强大的能源转换能力和较高的热效率,可以将燃料电池的能源转换效率提高至50%以上,相比传统热力发电,具有更明显的优势。

因此,在新能源汽车等领域也开始被广泛应用。

二、燃料电池的性能分析新型燃料电池的性能分析是对其输出电压、输出功率、电流密度、响应时间等关键参数的研究,可以分析其内部机理,发现性能提高的原因。

1. 输出电压燃料电池的输出电压受多种因素影响。

其中,温度和燃料纯度是影响燃料电池输出电压的两大因素。

燃料纯度不足会对燃料电池的输出电压产生负面影响。

同时,燃料电池的温度也会影响其输出电压。

在40°C到60°C之间,燃料电池的输出电压达到最大值,当温度超过60°C时,输出电压下降。

2. 输出功率燃料电池的输出功率是指燃料电池的输出功率与其重量之比。

输出功率高的燃料电池可以为新能源汽车的行驶提供更坚实可靠的保障。

为了提高燃料电池的输出功率,研究人员试图从多个方面进行优化,如改进燃料电池材料,优化电解液组成等。

同时,燃料电池输出功率的提高还需要依靠燃料电池的稳定性、燃料电池的响应时间、燃料电池反应动力学等多种因素。

3. 电流密度电流密度是指燃料电池输出电流与其面积之比。

当电流密度增大时,燃料电池的输出电压和功率会相应地下降。

因此,研究人员对提高燃料电池的电流密度十分重视。

为了提高燃料电池的电流密度,研究人员通过改善燃料电池材料和设计电极结构等方法来实现。

燃料电池技术研究现状论文

燃料电池技术研究现状论文

燃料电池技术研究现状论文随着人类社会经济的发展,对于能源的需求越来越大,而不断增长的能源需求却带来了越来越多的环境问题和能源安全问题。

在现代社会中,人们越来越重视环保和可持续发展的理念,而燃料电池技术正是符合这些要求的先进技术之一。

燃料电池技术是一种基于化学反应发生电流的技术,它通过将燃料和氧气反应来产生电能,不同于传统的化石燃料发电,这种技术的排放物主要是水蒸气和少量的二氧化碳。

燃料电池技术因其高效、清洁和可持续等优点而逐渐得到广泛的关注和研究。

1. 燃料电池技术的发展历程燃料电池技术的历史可以追溯到1839年,当时英国科学家惠廷顿发现通过将氢氧化钾和铁片接通导线来发电的现象,这就是第一次使用化学反应来产生电能。

20世纪60年代,研究者发现还有其它可能成为燃料电池燃料的物质,在这之后,燃料电池技术得到广泛研究并逐步发展。

2. 燃料电池技术的应用领域燃料电池技术在许多领域都有着广泛的应用,其中最突出的就是作为发电设备,为远程地区和电网的绿色发电提供了可靠的新方案。

除此之外,燃料电池技术还可以用于汽车、工业机械、住宅和商业建筑等领域,可以产生高效、清洁且安静的电力。

3. 燃料电池技术的研究现状燃料电池技术的研究现状分为三个方面:燃料电池材料的改进、燃料电池性能的提高和燃料电池的成本降低。

燃料电池的材料包括阳极、阴极、电解质和催化剂,这些材料在不断地研究和改进中,以提高燃料电池的性能和可靠性。

而性能的提高包括功率输出、能量密度、响应速度等方面,并且在成本方面也面临着重大的优化问题,目前主要通过制造工艺的改进和大规模生产的提高来实现燃料电池的成本降低。

4. 燃料电池技术的发展前景燃料电池技术因其高效、清洁、安全和可持续等优点而备受关注,并已经在一些领域中得到广泛应用,尤其是在生产电力的领域中。

未来随着技术的提高和成本的降低,燃料电池技术的发展前景将更加广阔,尤其是在移动设备和汽车领域的应用,燃料电池技术将成为全球能源产业的一个重要组成部分。

新型燃料电池的研究与发展

新型燃料电池的研究与发展

新型燃料电池的研究与发展第一章:引言近年来,环保和节能已经成为全球经济发展中至关重要的问题。

随着全球对于环境保护的要求加强,以及对于传统化石能源的依赖逐渐减弱,新型燃料电池技术应运而生。

新型燃料电池技术被认为是当今最具潜力的替代能源之一,因为它可以降低二氧化碳和其他有害气体的排放,提高电力和能源的效率,同时为环境和人类健康带来更多的保护。

本文将详细介绍新型燃料电池的研究与发展。

第二章:燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的设备。

它与传统的发动机不同,没有机械部件,也没有凸轮轴、曲轴、气门、冷却系统等传统部件。

燃料电池利用化学反应过程直接将能量转化为电能,通过氧化还原反应输入燃料和氧气,产生电子和正离子,在电接口处产生电压,并且持续不断的发电。

第三章:新型燃料电池技术1. PEMFC坚实氧化物燃料电池(PEMFC)是一种目前市面上应用最广泛的燃料电池技术。

PEMFC使用低温固体聚合物膜作为电解质,通过连续不断的氢流进行反应,并通过质子传递等原理,产生电流和水。

PEMFC的优点是具有快速启动、轻量化、低污染、高效率等特点,适合于家庭、交通等各个领域。

2. SOFC固体氧化物燃料电池(SOFC)可使用多种燃料,如自然气、乙醇等。

SOFC具有低污染、高效率等特点,通常作为大型电力系统的替代方案。

3. MCFC燃料电池也可以分为碳酸盐燃料电池(MCFC),它的电解质是碱金属碳酸盐液体,在常温下工作,能够利用天然气、工业废气等。

MCFC的优点是使用范围广,还可以回收有害气体。

第四章:新型燃料电池的应用及发展新型燃料电池技术已经发展了几十年,已经被广泛应用到了军事、航空、航天、交通运输、家庭等多个领域。

目前,新型燃料电池技术还会继续发展,有新型燃料电池的研究举措也在进行中,比如利用太阳能和其他新能源产生燃料电池的原料,以提高效率,将其应用于环保、航空等领域。

同时,建立新型燃料电池的生产线,形成良好的市场环境,也是未来的主要任务之一。

燃料电池毕业论文

燃料电池毕业论文

Pt基(-CeOx)/C复合薄膜电极制备与电化学活性分析学校:理工大学专业:材料科学与工程班级:2008级一班学生:静指导教师:滨导师单位:材料科学与工程学院教师职称:高级工程师日期:2012年05月29日Preparation and Analysis on electrochemistry activity of Pt(-CeO x) membrane catalystUniversity:Kunming University of Science andTechnology Major: Materials Science and EngineeringClass: Materials Science and Engineering081 Student name: Jing LiGuidance teacher: Yang BingWork unit: Kunming University of Science and Technology Professional Title: Senior engineerDate:May 2012目录摘要4Abstract6第一章前言71.1 燃料电池的概述71.1.1 燃料电池的特点 (8)1.1.2燃料电池材料进展 (8)1.2 铂的概述.............................. 错误!未定义书签。

1.3 铈的概述 (15)1.3.1铈的性质与其应用 (15)1.3.2铈的来源 (16)1.3.3铈的广泛应用 (16)1.4 Pt/C催化剂的制备技术 (18)1.4.1 载体的选择与预处理 (18)1.4.2 Pt/C催化剂的制备方法 (19)1.4.3 Pt/C催化剂的后处理 (20)1.5 本论文研究的思路和主要容 (20)第二章薄膜电极的制备与表征312.1 实验材料与仪器 (31)2.2 薄膜电极的制备 (32)2.2.1 制备原理 (32)2.2.2 制备流程 (35)2.3 电化学性能表征 (45)2.3.1三电极单密封电解池体系 (45)第三章性能分析533.1 性能分析 (53)3.1.1 退火样品的性能分析533.1.2 S系列样品的性能分析 (56)3.2成分含量分析 (59)3.3 XRD分析 (59)3.4 本章小结 (61)第四章结论 (61)总结与体会 (63)致 (64)参考文献 (65)摘要能源是人类生存和发展的必需品和源泉,随着能源被大量不停的消耗,人类开始投入大量资金研发新能源。

新型燃料电池的制备及性能研究

新型燃料电池的制备及性能研究

新型燃料电池的制备及性能研究新型燃料电池是一种改变能源领域传统观念的技术创新,它能够将化学能转化为电能,同时还能够实现零污染排放,有效减轻环境负担。

而其中最具有潜力的是聚合物电解质燃料电池,基于这一技术的研究对于推动能源领域的环保和可持续发展产生了重要的影响。

一.聚合物电解质燃料电池的制备方法在聚合物电解质燃料电池的制备方法中,最常见的是热压缩法。

其基本原理是将聚合物电解质热压缩在阳极和阴极的两侧,从而形成电极和电解质的复合膜。

经过这种方法制备的聚合物电解质膜,具有优良的导电性能和耐化学性能,可以有效提高燃料电池的性能和寿命。

另外一种常见的聚合物电解质制备方法是拉伸法。

这种方法是将聚合物薄膜拉伸到一定的膜厚和宽度,然后在固定温度下进行交联反应,经过这种方法制备的聚合物膜,其水合性更好,电导率更高,可以更有效地促进燃料电池反应。

二.聚合物电解质燃料电池的性能研究聚合物电解质燃料电池的性能研究,包括燃料电池的输出电压与电流、燃料电池的能量效率、耐久性和稳定性等多个方面。

其中,燃料电池的输出电压与电流是燃料电池的性能指标之一。

随着电流密度的增加,燃料电池输出电压会逐渐下降,同时燃料电池内阻也会不断增加。

因此,为了提高聚合物电解质燃料电池的性能,需要从材料、机理等多个方面进行研究。

同时,燃料电池的能量效率也是其重要性能之一。

它可以反映燃料电池从燃料到电能的能量转化效率。

为了提高燃料电池的能量效率,除了在制备材料方面进行优化外,还需要通过优化燃料电池的结构和反应机理,降低化学反应中的能量损失,从而提高燃料电池的能量转化效率。

除了以上性能指标外,耐久性和稳定性也是聚合物电解质燃料电池重要的研究领域。

这两个指标直接关系到燃料电池的寿命和可靠性。

为了提高燃料电池的耐久性和稳定性,需要在制备材料和燃料电池结构方面从多个角度进行研究和探索。

三.结语聚合物电解质燃料电池的制备和性能研究,对于推动清洁能源的发展、促进环境保护具有重要意义。

新型燃料电池材料的研究及性能分析

新型燃料电池材料的研究及性能分析

新型燃料电池材料的研究及性能分析近年来,新型燃料电池作为一种实用的新能源自不待言。

它具有高效、环保、安全等优势,被广泛应用于电动汽车、船舶、飞机、通信设备等领域。

然而,想要让燃料电池更加高效、稳定地运转,就必须研发出更好的燃料电池材料。

本文将就新型燃料电池材料的研究及性能分析进行讨论。

1. 氢气电池材料氢气电池是燃料电池最早被广泛应用的一种类型,其研究和应用历史最为悠久。

传统的氢气电池使用铂作为催化剂,成本十分昂贵,且铂是稀有金属,资源缺乏。

因此,科学家开始研究其他材料的催化作用,以取代铂。

目前已发现许多具有良好催化性能的材料,如碳、金属之类。

其中,最有潜力的是非贵金属催化剂,如氧化钨、氧化钛、氮化钼等。

这些材料的成本低、可持续性好、简单易得,其催化效果与铂相当,有望成为铂的替代品。

2. 甲醇电池材料甲醇电池是一种低温燃料电池,工作温度仅为60-90℃,较适宜于小型移动设备和电动工具的应用。

然而,传统甲醇电池使用二氧化硫的副产物作为氧化剂,使污染排放量增加,安全性较差。

因此,科学家着手研发新型氧化剂和催化剂,以提高甲醇电池的性能。

新型甲醇电池材料主要包括铂基催化剂和非贵金属催化剂。

研究表明,铂基催化剂可以提高甲醇电池的输出功率和稳定性,但成本高。

相比之下,非贵金属催化剂的成本更低,同时,常温下也具有较高的催化性能,因此有望取代铂基催化剂。

3. 氨电池材料氨电池属于新型燃料电池,它的燃料为氨,经催化剂的氧化作用后释放出氢原子,产生电流。

氨电池具有高效能、高耐久性、大功率密度、低排放等优点。

使用新型催化剂可以提高氨电池的输出功率和稳定性,同时,降低成本和安全风险。

目前已经发现,过渡金属氧化物、晶格钙沉淀复合物等催化剂能够有效促进氨电池的反应速率,提高其输出功率,且具有广泛的应用前景。

此外,石墨烯等纳米材料也具有优秀的催化功效,可望成为氨电池的新型催化剂。

总之,新型燃料电池材料的研究和开发将会有力地促进燃料电池的发展,推动新能源的进步。

基于纳米技术的新型燃料电池研究

基于纳米技术的新型燃料电池研究

基于纳米技术的新型燃料电池研究近年来,全球能源需求不断增长,环境污染问题也日益严重,世界各国纷纷加快淘汰传统化石能源,加大对新型清洁能源研究开发力度。

燃料电池是一种新型清洁能源,可以高效地将化学能转化为电能,在发电和能源储存中具有广泛应用前景。

当前,基于纳米技术的新型燃料电池研究成为当今清洁能源领域的热点之一。

一、纳米技术对燃料电池的研究意义燃料电池在电化学反应中产生的电子和离子分别经由导体和电解质传输,在电极上形成电化学反应,从而释放能量,完成能量转换和储存。

导电性和催化性是燃料电池的两个重要指标。

与传统的铂组分相比,纳米材料具有更大的表面积和更均匀的分布,因此具有更优异的导电和催化性能。

利用纳米技术制备的纳米材料不仅可以提高燃料电池的输出效率和稳定性,还可以降低制造成本,推动燃料电池技术的发展。

二、基于纳米技术的燃料电池氧化还原反应研究燃料电池的核心反应是氧化还原反应。

在燃料电池的阳极上,燃料被氧化,放出电子,在阴极上,氧气被还原,接收电子,然后与燃料离子结合形成水。

通过纳米材料的催化作用,可以增强氧化还原反应的驱动力和催化效率,提高燃料电池的输出功率和寿命。

目前,基于纳米技术的燃料电池氧化还原反应主要采用纳米合金和纳米孔道两种方法。

纳米合金是指利用纳米粒子的尺寸和表面形貌调控金属和合金的化学活性,制成具有优异催化活性的纳米催化剂。

而纳米孔道则是利用纳米级孔隙调节电极反应的电子转移和物质传输,增强氧化还原反应的效率和速率。

三、基于纳米技术的燃料电池离子传输研究离子传输是燃料电池输出电能的关键环节,离子传输速率及其分布均匀性直接影响燃料电池的输出功率和寿命。

传统的燃料电池的电解质膜存在离子传输速率慢和熵阻抗大的问题,导致燃料电池效率低下。

而基于纳米技术的燃料电池则可以利用纳米级孔隙调节电极反应的电子转移和物质传输,提高离子传输速率和分布均匀性,从而提高燃料电池输出功率和寿命。

利用纳米技术制备的电解质膜可以将离子传输渠道缩小至纳米级别,从而降低离子传输的熵阻抗和离子传输速率。

新型燃料电池技术研究

新型燃料电池技术研究

新型燃料电池技术研究一、引言燃料电池技术是一种能够将化学能直接转化为电能的能源转换技术,因其高效、清洁、环保等特点,被广泛应用于汽车、电力等领域。

在新能源领域中,燃料电池技术拥有广阔的应用前景,也受到了广泛关注。

本文旨在介绍新型燃料电池技术的研究现状和发展趋势。

二、传统燃料电池技术传统燃料电池通常使用氢气作为燃料,氧气作为氧化剂。

在电极中,氢气的分子被解离成为质子和电子,电子通过外部电路流回至正极并与氧气反应,同时,正极的质子也移动至负极参与反应。

这样,化学能被转换成了电能,同时排放出的产物为水。

然而,这种方式也存在一些问题,如氢气的存储和运输问题,以及对纯氢气的依赖性等,这些都制约了其广泛应用。

因此,研究和开发其他燃料电池技术成为当务之急。

三、新型燃料电池技术1. 甲醇燃料电池技术甲醇燃料电池技术是一种新型的燃料电池技术。

它使用甲醇作为燃料,以水为氧化剂。

在电极中,甲醇被氧化成二氧化碳和水,同时放出电子;氧化剂的水被还原成氧气和质子,质子通过电力传导体移动至电极,与电子反应生成水。

这样,化学能被转化为电能,排放出的产物为二氧化碳、水和少量氧气。

甲醇燃料电池技术有许多优点,如甲醇相对于氢气更易储存和运输;甲醇的燃烧更为彻底,可以得到更高的能量利用率等。

同时,也存在一些问题,如甲醇氧化反应效率较低,容易污染电极等。

因此,需要进一步改进其性能。

2. 硼氢化物燃料电池技术硼氢化物燃料电池技术是一种新型的燃料电池技术,它将硼氢化物作为燃料,以空气为氧化剂。

在电极中,硼氢化物和氧化剂反应生成水和硼酸盐,同时放出电子;质子经过电力传导体移动至负极,在那里与电子结合产生水。

这样,燃料电池就能够产生电能。

硼氢化物燃料电池技术的优点是在室温下使用,缺点是其产生的氢气难以放置和运输,需要进行压缩和液化,同时也存在一定的安全隐患。

3. 生物质燃料电池技术生物质燃料电池技术是一种新型的燃料电池技术。

它使用生物质作为燃料,如淀粉、葡萄糖等。

新型燃料电池技术的研究与应用

新型燃料电池技术的研究与应用

新型燃料电池技术的研究与应用一、引言燃料电池技术以其高效、清洁、安全等优异特性备受关注,并已成为现代能源技术领域的热门话题。

新型燃料电池技术因其具有的较高能量转换效率、低污染排放等方面的优越性,逐渐成为燃料电池技术研究领域的重要发展方向。

本文将从新型燃料电池技术的研究与应用两个方面进行探讨。

二、新型燃料电池技术的研究发展1. 质子交换膜燃料电池技术质子交换膜燃料电池技术以其高效、适用性强等优点成为了广泛关注的一项技术。

该技术不仅有极高的电化学效率,而且具有出色的响应速度和耐低温特性等独特优势。

当前,质子交换膜燃料电池技术在燃料重组和渗透方面有了显著进展,为燃料电池技术提供了广泛应用的新可能。

2. 氧化物燃料电池技术氧化物燃料电池技术是一种以气体为燃料,氧气为氧化剂的电池。

该技术以中高温区间(600-1000℃)运行,效率高且电化学响应快。

氧化物燃料电池的密度比传统燃料电池、直接甲醇燃料电池等技术高出数倍,其高密度有助于提高能量密度。

此外,该技术具有低成本、高效、长寿命等特点,在很多领域有广泛的应用前景。

3. 高温燃料电池技术高温燃料电池技术是将氢气和氧气反应产生电能,并在较高温度下工作。

该技术因具有热力学稳定性高、高温操作、高效及寿命长等特点而备受关注。

高温燃料电池技术可用于分布式能源系统、燃料电池汽车,以及高效能源供应系统等方面,具备广泛的应用前景。

三、新型燃料电池技术的应用现状1. 交通领域目前,燃料电池在汽车、公共交通和物流运输等领域的应用逐渐成为重要的趋势。

燃料电池汽车在加氢时间、行驶里程、适用路况、加氢站建设等方面都有较大的进展。

另外,燃料电池客车、货车也在逐渐进入市场试点,推动交通领域的节能环保。

2. 可再生能源领域燃料电池技术是另一种可再生能源技术,它不需要依赖石化能源等非再生能源资源。

特别是在太阳能、风能等各种清洁能源领域,燃料电池技术可作为能量储存和转换的重要选择,以提高清洁能源利用效率。

新型燃料电池的研究毕业论文

新型燃料电池的研究毕业论文

毕业设计(论文)题目名称:新型燃料电池的研究新型燃料电池的研究Research on new type fuel cells摘要能源是经济的的基础。

人类为了更有效的的利用能源,一直进行着不懈的努力。

利用能源的方式历史上有过多次革命性的变革,每一次变革都极大的推进了社会文明的发展。

二次能源中,蒸汽由于传输距离短,难以存储而应用受限;电能虽然传输快、传输距离远,但存在传输过程中存在能量损耗大,难于存储的缺点;而氢能既能远距离传输、又能方便存储,因而成为二十一世纪的理想能源,二十一世纪也被称为氢世纪。

多年来人们一直努力寻找既有较高能源效率又不污染环境的能源方式,因而引导出燃料电池发电技术。

燃料电池是不经燃烧过程直接把燃料的化学能转化为电能的装置,具有能量转换效率高、污染物排放量少的独特优点。

燃料电池凭借着它独特的优势应用在各个领域,加速了社社会的发展,推进了社会的文明。

本文简述了燃料电池技术,各类燃料电池的原理以及它们各自的特点,并介绍目前燃料电池在国内外的应用现状,同时指出目前影响燃料电池商品化的主要因素。

关键词:新能源;燃料电池;高效率;环境保护。

AbstractEnergy is the basis of the economy. Human beings in order to make more effective use of energy, has been making unremitting efforts. The history of the use of energy, there have been several revolutionary changes each time changes are greatly promoted the development of our society. Secondary energy in the steam due to short transmission distance, it is difficult to store and the application is limited; electricity transmission faster, the transmission distance, but there is energy loss in the transmission process, difficult to store shortcomings; hydrogen both long-distance transmission. can facilitate the storage, and thus become the ideal energy of the twenty-first century, the twenty-first century is also known as a hydrogen century. Over the years people have been trying to find the energy efficiency of higher energy without polluting the environment, and thus lead to a fuel cell power generation technology. The fuel cell is not directly by the combustion process the fuel chemical energy converted into electrical energy, with the unique advantages of high energy conversion efficiency of the discharge of pollutants.The fuel cell by virtue of its unique advantages of application in various fields to accelerate the social development of society, and promote the social civilization. In this paper, the fuel cell technology, the principle of various types of fuel cells and their respective characteristics, and describes the application of fuel cells at home and abroad, noting that the main factors affecting the commercialization of fuel cell.Keywords: new energy; fuel cell; high efficiency; environmental protection.目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1 介绍 (2)2 燃料电池技术 (2)3. 燃料电池的分类 (3)3.1碱性燃料电池(AFC) (4)3.2磷酸燃料电池(PAFC) (5)3.3熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) (6)3.4固体氧化物燃料电池(SOFC) (7)3.5质子交换膜燃料电池(PENFC) (8)4. 燃料电池的应用现状以及存在的问题 (10)4.1 燃料电池的应用现状 (10)4.2 燃料电池应用存在的问题 (13)5.国内外燃料电池发展现状 (13)5.1国际燃料电池技术的发展状况 (13)5.2 中国燃料电池技术的发展状况 (14)6.结语 (15)参考文献 (16)致谢 (17)引言21世纪将是氢能的世纪,随着地下煤气化制氢以及金属合金贮氢等技术的日趋成熟,燃料电池作为把氢能直接连续转化为电能的高效洁净发电装置即将大规模全面进入社会。

燃料电池发展研讨论文

燃料电池发展研讨论文

燃料电池发展研讨论文【摘要】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)。

但直到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。

美国矿物能源部长助理克.西格尔说:“燃料电池技术在21世纪上半叶在技术上的冲击影响,会类似于20世纪上半叶内燃机所起的作用。

”福特汽车公司主管PNGV经理鲍伯.默尔称,燃料电池必会给汽车动力带来一场革命,燃料电池是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和积木化的动力装置。

预期燃料电池会在国防和民用的电力、汽车、通信等多领域发挥重要作用。

美国ArthurD.Little公司最新估计,2000年燃料电池在能源系统市场将提供1500~2000MW动力,价值超过30亿美元,车辆市场将超过20亿美元;2007年燃料电池在运输方面的商业价值将达到90亿美元。

燃料电池的工作原理和分类、特点和优势燃料电池发生电化学反应的实质是氢气的燃烧反应。

它与一般电不同之处在于燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是起催化转换作用。

所需燃料(氢或通过甲烷、天然气、煤气、甲醇、乙醇、汽油等石化燃料或生物能源重整制取)和氧(或空气)不断由外界输入,因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的装置。

以熔融碳酸盐型燃料电池为例,图1为燃料电池的结构示意图。

图1熔融碳酸盐燃料电池单电池结构示意图在燃料电池电极上反应如下:阳极反应:H2+CO32-=H2O+CO2+2e-阴极反应:1/2O2+CO2+2e-=CO32-总反应:1/2O2+H2=H2O燃料电池多种分类。

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毕业设计(论文)题目名称:新型燃料电池的研究新型燃料电池的研究Research on new type fuel cells摘要能源是经济的的基础。

人类为了更有效的的利用能源,一直进行着不懈的努力。

利用能源的方式历史上有过多次革命性的变革,每一次变革都极大的推进了社会文明的发展。

二次能源中,蒸汽由于传输距离短,难以存储而应用受限;电能虽然传输快、传输距离远,但存在传输过程中存在能量损耗大,难于存储的缺点;而氢能既能远距离传输、又能方便存储,因而成为二十一世纪的理想能源,二十一世纪也被称为氢世纪。

多年来人们一直努力寻找既有较高能源效率又不污染环境的能源方式,因而引导出燃料电池发电技术。

燃料电池是不经燃烧过程直接把燃料的化学能转化为电能的装置,具有能量转换效率高、污染物排放量少的独特优点。

燃料电池凭借着它独特的优势应用在各个领域,加速了社社会的发展,推进了社会的文明。

本文简述了燃料电池技术,各类燃料电池的原理以及它们各自的特点,并介绍目前燃料电池在国内外的应用现状,同时指出目前影响燃料电池商品化的主要因素。

关键词:新能源;燃料电池;高效率;环境保护。

AbstractEnergy is the basis of the economy. Human beings in order to make more effective use of energy, has been making unremitting efforts. The history of the use of energy, there have been several revolutionary changes each time changes are greatly promoted the development of our society. Secondary energy in the steam due to short transmission distance, it is difficult to store and the application is limited; electricity transmission faster, the transmission distance, but there is energy loss in the transmission process, difficult to store shortcomings; hydrogen both long-distance transmission. can facilitate the storage, and thus become the ideal energy of the twenty-first century, the twenty-first century is also known as a hydrogen century. Over the years people have been trying to find the energy efficiency of higher energy without polluting the environment, and thus lead to a fuel cell power generation technology. The fuel cell is not directly by the combustion process the fuel chemical energy converted into electrical energy, with the unique advantages of high energy conversion efficiency of the discharge of pollutants.The fuel cell by virtue of its unique advantages of application in various fields to accelerate the social development of society, and promote the social civilization. In this paper, the fuel cell technology, the principle of various types of fuel cells and their respective characteristics, and describes the application of fuel cells at home and abroad, noting that the main factors affecting the commercialization of fuel cell.Keywords: new energy; fuel cell; high efficiency; environmental protection.目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1 介绍 (2)2 燃料电池技术 (2)3. 燃料电池的分类 (3)3.1碱性燃料电池(AFC) (4)3.2磷酸燃料电池(PAFC) (5)3.3熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) (6)3.4固体氧化物燃料电池(SOFC) (7)3.5质子交换膜燃料电池(PENFC) (8)4. 燃料电池的应用现状以及存在的问题 (10)4.1 燃料电池的应用现状 (10)4.2 燃料电池应用存在的问题 (13)5.国内外燃料电池发展现状 (13)5.1国际燃料电池技术的发展状况 (13)5.2 中国燃料电池技术的发展状况 (14)6.结语 (15)参考文献 (16)致谢 (17)引言21世纪将是氢能的世纪,随着地下煤气化制氢以及金属合金贮氢等技术的日趋成熟,燃料电池作为把氢能直接连续转化为电能的高效洁净发电装置即将大规模全面进入社会。

预计到2017 年,30%以上的电力将由燃料电池供给。

燃料电池是一种不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的发电装置,是一项高效率利用能源而又不污染环境的新技术。

燃料电池有多种类型,按使用的电解液不同分类,主要有磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)及碱性燃料电池(AFC)。

90年代初,很有竞争力的燃料电池—质子交换膜燃料电池,在实用化方面取得了突破性进展,并成为当今国际上燃料电池开发的热点。

PEMFC以全氟磺酸型固体聚合物为电解质,Pt为电催化剂,氢或净化重整气为燃料,空气或氧气为氧化剂。

PEMFC具有室温启动,无腐蚀与电解液流失,低噪音,寿命长和输出比功率高等独特优点,不仅是电动汽车的理想电源,而且可以应用于航天军事等特殊领域,并且随着PEMFC生产成本的降低和电池系统技术的优化,在燃料电池电站、电动汽车、高效便携式电源等方面都具有很大的市场潜力。

进入90年代后,PEMFC技术迅猛发展,德国Daimler-Benz汽车公司开发的电动汽车,使用Ballard公司研制的PEMFC电池堆作为动力电源,1994 年制成了Necar1车,动力50kW;1996 年制成Necar2车,动力50kW,最高时速110km,最大行程400kW,1997年又制成了Nebus型公共汽车,动力250kW,使用压缩氢气为燃料。

1997年8月,Ballard公司又研制出250kW的电站,以天然气为燃料。

美国时代周刊1995年将燃料电池汽车列为21世纪十大高新技术之首。

加拿大政府已经决定将燃料电池产业作为国家知识经济的支柱产业之一加以发展。

日本、德国等发达国家也纷纷投巨资发展燃料电池技术。

在我国,中科院曾将燃料电池技术列为“九五”院级重大和特别支持项目,国家科技部也将燃料电池技术列入“九五”攻关项目,在“十五”期间,国家对燃料电池的研究更加重视,研究重点集中在质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池上。

本文阐述了燃料电池技术,燃料电池工作原理,燃料电池的分类,以及燃料电池在各个方面的应用等。

1 介绍能源是国民经济发展的重要基础。

至今,煤炭、石油、天然气等化石燃料一直是全世界的主要能源。

但根据已探明的储藏量和目前消耗水平,石油、天然气只够使用30~50年,煤可用100~200年。

化石燃料的使用带来的另一个重要问题是排放大量的一氧化碳、一氧化氮、碳氢化合物及硫化物危及身心健康。

由于燃料电池发电的原理是电解水,为氢和氧的逆反应,故生成物为水,对环境和生态均无污染;且能源利用效率为常规发电方式的1.5倍,节能效果显著。

故燃料电池被认为是21世纪的能源之星。

燃料电池所用的氢来源于甲醇汽油、天然气和化工、氧气工业的副产品,还可从食品废弃物、粪便、秸秆和下水污泥等可再生有机废物发酵产生的沼气中提取。

日、美等国已开发成功高效电解水提氢技术,人们还预测在光电大幅降价后利用光电电解水的方式提氢。

所以它的原料来源广泛,在军事和民用上显示着广泛的应用前景,对其深入研究和开发也倍受世界各发达国家的高度重视。

但自1839年第一个燃料电池问世以来,因许多技术上的困难,其发展和商业化一直受到限制。

直到20世纪60年代,由于在太空计划中的成功应用,燃料电池技术才得到了快速的发展。

特别是近几年来,随着人类对环境保护的日益关注,燃料电池在发电和汽车领域的应用已取得了重大的进展。

2 燃料电池技术燃料电池的基本原理在1838年被瑞士科学家C.F.Schonbein发现。

WilliamGrove先生于1839年研制出第一台燃料电池基于一次水的电解事故。

剑桥大学的弗朗西斯·培根在1950年展示了第一个5千瓦的碱性燃料电池。

碱性燃料电池的研制成功后,NASA需要一个紧凑的系统来产生电力为航天飞机应用。

20世纪70年代,在没有使用任何备用电流的情况下,如电池,国际燃料电池开发一个12千瓦的碱性燃料电池,为美国宇航局的航天飞机轨道器提供可靠的电力。

在60年代中期开始,研究工作的重点集中在发展不同只有稳定源和运输的各种燃料电池的进一步应用。

另外,美国,加拿大和日本的政府机构已显著增加他们的资金,用于燃料电池研发。

但在许多国家,由于其较高的安装成本,这个问题被放到50年后再考虑。

经过电源转换装置的发展后,为减少其较高安装成本,更多的研究都向燃料电池方向发展。

3. 燃料电池的分类燃料电池以电解质的类型来分类,可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PENFC)五大类,表1是各种燃料电池的对比,下面分类介绍。

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