燃料电池

第五节 燃料电池交流发电系统
第十二章 燃料电池
第一节 概 述
• 燃料电池是一种以氢、天然气、甲烷、煤 气等气体燃料为主要燃料，将燃料中的化 学能直接转化为电能的高效、低污染、无 噪音的发电装置； • 能源利用效率高：无排热回收，45-60%； 排热回收，80%；其效率>常规电厂35%， 也>燃气-蒸汽联合循环50%； • 低污染：碳氢燃料，产物为CO2、H2O；氢 氧燃料电池，产物为H2O； • 无噪音；
第二节 燃料电池工作原理
阳极：2H2 → 4e-+4H+ 阴极：4e-+4H++O2 →2H2O 总化学反应： 2H2+O2 → 2H2O
燃料电池与普通化学电池的区别：
区别 燃料电池
反应物质是分别储存并以连 续流动状态供给电极，电能 可连续不断。 类似燃烧，生成反应物质， 排除热量。
普通电池
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第四节 燃料电池的类型
▼碱性电解质型：(AFC:alkaline fuel cell) ▼酸性电解质型：磷酸型(PAFC:phosphoric acid fuel cell) ▼熔盐电解质型：熔融碳酸盐燃料电池(MCFC:molten carbonate fuel cell) ▼固体氧化物型燃料电池:(SOFC:solid oxide fuel cell) ▼质子交换膜（固体聚合物）燃料电池：(PEMFC:proton exchangemembrance fuel cell)
依靠化学物质存储能量，反 应物质消耗尽，电能用完。
反应物质
/
化学过程
电极
气体扩散电极，具有催化作 用的多孔材料。
/
腐蚀
电解质特性不会因长时间反 应而发生变化，不腐蚀。
时间过长会腐蚀。
第三节 燃料电池发电系统
▼燃料电池发电系统的组成和系统流程
• 燃料重整处理单元； • 燃料电池发电单元； • 直流-交流电变换单元； • 热量管理单元。
燃料电池的用途：
• • • • 大型电站或地区分散型电厂； 工厂、生活区的现场型发电机组； 交通工具； 小型电器。
• 展望 世纪（Vision 21）——美国； 展望21世纪（ 美国； 世纪 ） 美国 • 新日光计划（New sunshine program）——日本； 新日光计划（ 日本； ） 日本 • 焦耳计划（Joule）——欧洲 焦耳计划（ ） 欧洲
▼燃料电池系统的基本工作过程
▼燃料电池的发电效率（略） ▼燃料电池的燃料、氧化剂和催化剂： ▽燃料：（1）氢； （2）碳氢燃料。 ▽氧化剂：氧气和空气。 ▽催化剂：镍、铂、钯、银等。
▼燃料电池的特点： ▽ 效率高； ▽ 噪声低； ▽ 占地面积小、建造时间短； ▽ 污染小； ▽ 所用燃料广泛； ▽ 输送损耗小； ▽ 负荷响应快； ▽ 用途广；