石油测井高温锂电池简介

石油测井高温锂电池简介
石油测井高温锂电池简介

石油测井高温锂电池简介

1.概述

高温电池,一般可分为100℃,125℃,150℃,175℃,和200℃及其以上环境下使用五个级别。

目前大量使用的一次高温电池所采用的电化学体系为锂/亚硫酰氯和锂/硫酰氯(氯)两种。这是因为在目前所有电化学体系中,这两种体系的比能量为最高,使用温度范围为最广,贮存时间为最长,工作电压为最高。

低于等于100℃使用的电池,不需要特殊设计,一般市面上的电池经适当改进即可使用。

低于等于125℃使用的电池,只要在常规电池生产工艺基础上作适当调整和控制,就可生产出合格产品。

150℃和175℃使用的电池,则需要特殊设计。

180℃和200℃以上使用的电池,因为锂的熔点为180.5℃已不适于作负极,此种电池须采用锂合金为负极。由于国内的需求并不强烈,加之这种合金生产需安全保护措施投入较高,故尚未开展此项工作。

2、高温电池的现状

国际上,1973年锂-亚硫酰氯电池诞生。1980年代初就产生了亚硫酰氯高温电池。

国内,1979年锂-亚硫酰氯电池诞生。随着石油工业无线测井技术的发展,提出了高温电池的需求。

1987年,吉林扶余油田提出75℃使用的电池,随后,航天066基地提出150℃使用的电池,根据这一需求,我们在国内开始这一产品的跟踪,研制工作。通过现像分析,建立数学模型,实验室电池试验,又经过066基地多次试验,不断地修正设计参数。4年后,150℃AA型高温电池达到实用阶段,填补了国内的空白。

1992年开始,所研制的高温电池产品陆续在国内试用。试用单位包括:西安石油学院,胜利油田,大庆油田,中原油田等。同时,根据反馈不断改进产品性能。

1995年中国石油天然气总公司机械所认可了这一产品并开始批量订货。

在近十年的现场使用过程中,我们的产品没有出现过爆炸,泄漏等安全性事件的记录!用户的评语是:不是“号称的高温电池”意即“名副其实的高温电池”。

2002年将电池型号系列化;将电池容量最大化:研发MWD配套电池。截至2004年已经可以批量生产如下型号产品:

能量型

ER12130S ER13450S ER14250S ER14350S ER145050S

ER20505S ER20615S ER24505S ER241020S

功率型

ER10300MS ER20615MS ER26505MS ER33615MS

ER331270MS

工作温度≤175℃及特殊尺寸产品可按用户要求提供。

3、高温电池原理

从我们接触的国外样品来看,大部分电池属于150℃级。

石油井下用电池,关键在于如何满足井下高温环境的要求,确保电池安全可靠的工作。

为了满足高温的要求,应考虑以下几个因素:

⑴电池内容物的热力学特性

⑵电池壳体的力学性能

⑶适应于高温环境的安全设计(抗短路、抗反极、抗充电、抗冲击、抗振动等)

⑷适应于高温环境下的电性能设计(正负极活性物质比,电极厚度的选择,添加剂的选择等)

根据以上四方面的考虑,建立了一个数学模型。从理论上解决了高温电池的设计问题,在给定技术要求的前提下,可以很快用数学计算方法给出初级设计参数,通过一、二次的电池实效实验,可以确定最后的电池设计参数,再经过批实验,进行小的改动,即可达到生产定型的要求。

此外,我们选择了一种行之有效的添加剂,其效果已经过十余年的考验,对高温电池性能的稳定起到极佳的效果。

4.一次高温锂电池在石油工业中的应用

近年来,石油勘探开采快速发展,电子技术大量运用于石油仪器设备中,对与之配套的特种电池技术要求越来越高,需求越来越大。由于高温锂电池原来仅有美国、加拿大等少数国家可以生产,我国主要依靠进口。进口电池价格昂贵,供货周期长,占压资金多,已不适应石油工业的快速发展。我公司生产的高温锂电池经过较多单位的实际批量使用证实,各项技术指标已基本达到国外产品的水平,完全可以替代进口产品。

目前,我公司生产的一次高温锂电池(150℃,175℃)在石油行业主要用于各种井下电子压力计等测井仪器和打定向井用的无线随钻测量仪(MWD,LWD)。除标准电池外,我们可以根据用户的要求定制非标准尺寸的电池,可以为电池定制安装专用的接插件,可以定制专用的电池组。尤其是MWD,LWD专用电池组,我们已有36V,28.8V,25.2V,18V等电压的电池组和与ODT,SDI,吉奥林克,贝克休斯以及国内几个品牌配套的电池组。

我公司拥有国内最早研发高温锂电池的专家和专业技术团队,完整成熟的生产体系和严格的质量保证体系。产品已广泛用于大港、胜利、辽河、华北、冀东、新疆等油田系统,北京、西安、长春等多家MWD和井下电子压力计服务和生产厂家,汽车行业内燃机测试仪中,为高温电池国产化作出了贡献。

中海油各大分公司概况

中国海油介绍 中国海洋石油总公司(在本手册中以“中国海油”、“公司”或“集团”指代)是中国国务院国有资产监督管理委员会(在本手册中以“国资委”指代)直属的特大型国有企业,是中国最大的海上油气生产商,2011年在世界最大50家石油公司中排名上升至34位,2012年在《财富》杂志世界500强企业中排名上升至101位。 公司成立于1982年,总部设在北京,现有10万余名员工。自成立以来,中国海油保持了良好的发展态势,由一家单纯从事油气开采的上游公司,发展成为主业突出、产业链完整的综合型能源集团,形成了油气勘探开发、专业技术服务、炼化销售及化肥、天然气及发电、金融服务、新能源等六大业务板块。 围绕“二次跨越”发展纲要,公司紧紧抓住海洋石油工业发展的新趋势、新机遇,正视公司发展中遇到的新问题、新挑战,稳健经营,实现“十二五”良好开局,为全力推进我国海洋石油工业的“二次跨越”创造了有利条件。 油气勘探开发 中国最大的海上油气生产商、全球最大独立油气勘探生产(E&P)公司之一,在中国海域拥有4个主要产油地区,同时还在尼日利亚、印度尼西亚、澳大利亚、阿根廷、美国等国家或地区拥有上游资产。 天然气及发电 以液化天然气(LNG)及相关业务为核心,以接收站和管网为基础,建设中国沿海天然气大动脉,积极发展天然气发电、LNG加注等清洁能源产业。

炼化销售及化肥 依托公司特色资源,高起点、差异化发展炼化和化肥等关联 产业及优势产品,在全国拥有七个化肥基地,并在“两洲一湾”(长江三角洲、珠江三角州、环渤海湾)和“一江两线”(长江、京广线、京九线)进行销售市场布局。 专业技术服务 为海洋石油勘探开发作业提供全过程服务,依靠国内外两个市场,力争成为国际化能源技术服务板块。 新能源 致力于风能、生物质能、煤基清洁能源、动力电池等可再生能源、清洁能源的开发利用及清洁发展机制(CNM)等业务发展。 金融服务 以服务集团主营业务为中心,提供安全、灵活、高效的理财、融资、保险及资产受托管理等服务,助力集团价值的整体提升。 中国海油主要业务 油气勘探开发

原电池(知识点归纳总结+例题解析)

原电池 【学习目标】 1、了解常见化学能与电能转化方式及应用; 2、掌握原电池的组成及反应原理; 3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。 【要点梳理】 要点一、原电池的工作原理 1、原电池的定义 燃煤发电的能量转换过程是,该过程虽然实现化学能与电能的转化,但是过程繁琐、复杂且能耗较大。在此过程中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。因此,需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能,原电池就是这样的装置。 将化学能转变为电能的装置叫做原电池。 2、原电池的工作原理 实验1、如下图,把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。 现象:Zn片上有气泡出现。 反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。Zn失电子生成Zn2+,H+得电子生成H2。 实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来,中间接一电流计G。 现象:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡出现,电流计G指针发生偏转。 结论:Zn反应生成Zn2+而溶解,Cu片上有H2产生,有电流产生。 该实验中,产生了电流,就构成了原电池。 要点诠释:原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移,产生电能,因此原电池的作用为将化学能转化成电能。 要点二、原电池的组成条件 组成原电池必须具备三个条件: (1)提供两个活泼性不同的电极,分别作负极和正极。 要点诠释: a、负极:活泼性强的金属,该金属失电子,发生氧化反应。 b、正极:活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨),该电极上得电子,发生还原反应。 c、得失电子的反应为电极反应,上述原电池中的电极反应为: 负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2H++2e-=H2↑,总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (2)两个电极必须直接和电解质溶液接触,电解质溶液中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。 要点诠释:电源内部电解质溶液中,阳离子移动的方向即是电流的方向,所以阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 (3)必须有导线将两电极连接,形成闭合通路。

燃料电池及其发展前景

燃料电池及其发展前景 燃料电池及其发展前景 作者: Raymond George Klaus Hassmann燃料电池具有非同寻常的性能:电效率可达60%以上,而且可以在带着部分负荷运行的情况下进行维修,除了有低比率碳氧化物排放外几乎没有任何有害的排放物。文章介绍按温度划分的4种主要燃料电池(PEMFC、PAFC、MCFC和SOFC)的性能,重点介绍高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的应用及其发展前景。 With demonstration projects fuel cells are Well uder way toward penetrating the power market,covering a wide range of application.This paper introduces the main four types of fuel cells which are PEMFC,PAFC,MCFC and SOFC.Then it puts the emphasis on SOFC and its application market.燃料电池是通过由电解液分隔开的2个电极中间的燃料(如天然气、甲醇或纯净氢气)的化学反应直接产生出电能。与汽轮发电机生产的电能相比,燃料电池具有非同寻常的特性:它的电效率可达60%以上,可以在带部分负荷运行的情况下进行维修,而且除了排放低比率碳氧化物外,几乎没有任何其他的有害排放物。1 燃料电池的分类目前研制的燃料电池技术在运行温度上有不同的类型,从比室温略高直到高达1000℃的范围。大多数工业集团公司的注意力集中在以下4种主要类型上:(1)运行温度在60-80℃之间的聚合物电解液隔膜型燃料电池(PEMFC);(2)运行温度在160-220℃之间的磷酸类燃料电池(PAFC);(3)运行温度在620-660℃之间的熔融碳酸盐类燃料电池(MCFC);(4)运行温度在880-1000℃之间的固体氧化物燃料电池(SOFC)。可以将这些类型的燃料电池划分为低温型(100℃及以下)、中温型(约200℃左右)及高温型(600-l000℃)燃料电池。表1简要地列出了各种类型燃料电池的性能。中温型和高温型燃料电池适于用在静止式装置上,而低温型燃料电池对于静止装置和移动式装置都适用。实用装置的功率容量差别也很大,可以给笔记本电脑及移动电话供电(数以W计),也可以给居民住宅(数kW)或是分散的电热设备和动力设备(数百KW到数MW)供电。最适于用来驱动汽车的是低温型燃料电池。根据使用期限成本进行的经济性比较结果表明,就发电成本而言,SOFC型燃料电池要PEM型低30%。这个结果是根据SOFC型燃料电池的电效率比PEM型的高,

燃料电池的应用及发展状况

简述燃料电池的应用及发展状况 摘要:燃料电池是一种高效、清洁的电化学发电装置,近年来得到国内外普遍重视。目前燃料电池在宇宙飞船、航天飞机及潜艇动力能源方面已得到应用,在汽车、电站及便携式电源等民用领域成功地示范,但低成本、长寿命仍是商业化面临的瓶颈问题。而且我国在燃料电池方面的研究与外国还有一定差距,需要科研工作者更多的努力。 关键字:燃料电池分类应用发展状况 1. 燃料电池的概念 燃料电池(Fuel Cell)是一种电化学设备,它直接、高效地将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化为电能。燃料电池的基本物理结构由一个 电解质层组成,它的一边与一个多孔渗透 的阳极相连,另一边与一个多孔渗透的阴 极相连,气态燃料电池连续不断地输入阳 极(负电极),同时氧化剂连续不断地输 入阴极(正电极),在两个电极上发生电 化学反应,产生电流[1]。其基本结构如图 所示: 2. 燃料电池的分类及其优点 随着现代文明发展,人们逐渐认识到传统的能源利用方式存在两大弊病:一是储存于燃料中的化学能要首先转变成热能后才能被转变成电能或机械能,受卡诺循环及现代材料的限制,转化效率低(33~35%),造成严重的能源浪费;二是传统的能源利用方式造成了大量的废水、废气、废渣、废热和噪声污染,严重威胁着人类的生存环境。现代社会所建立起来的庞大的能源系统已无法适应未来社会对高效、清洁、经济、安全的能源体系的要求,能源发展正面临着巨大的挑战:能源短缺与环境污染,因此探索新能源以及新的能源利用方式,是全球可持续发展迫切需要解决的重大课题。 燃料电池是一种电化学发电装置,等温地按电化学方式将化学能转化为电

氢燃料电池应用于无人机行业面临的几大核心问题

氢燃料电池应用于无人机行业面临的几大核心问题 来源:宇辰网 自4月10日,无人机企业科比特航空发布HYDrone-1800的多旋翼无人机以来,整个行业就沸腾起来,不断争论氢燃料动力系统目前是否能应用在工业级无人机行业。笔者就此总结了目前关于氢燃料电池大家争论的几个核心问题: 1.氢燃料电池技术是否成熟 2.氢气的来源问题 3.氢气的存储及安全问题 带着这些问题,笔者查阅了一些文章,采访了多位电力系统的专家,在这里粗浅地谈一下氢燃料电池在无人机行业的应用情况。 首先,氢燃料电池不是什么新技术 不管在国内还是国外,不管是航空还是汽车,氢燃料电池都不算是新技术了。 早在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,氢燃料电池就被运用于发电和汽车。波音公司于2008年4月3日成功试飞一架以氢燃料电池为动力源的小型飞机。 2008年奥运会期间,上海大众提供了20辆帕萨特领驭氢燃料电池汽车,作为奥运之行的“绿色车队”。 在2015年初的美国拉斯维加斯消费电子展(CES)上,丰田宣布14年底量产的氢燃料电池汽车Mirai将于晚些时候正式商用,并宣布免费开放与燃料电池相关的全部专利;2015年东京车展上,本田发布了氢燃料电池车Clarity,号称续航700km。除此外,雷克萨斯、奔驰等一众国际豪华汽车品牌纷纷推出了自己的氢燃料电池车。 虽然车展样车和实用性技术还有一定的差距,但氢能被认为是连接化石能源向可再生能源过渡的重要桥梁,实现能源可持续供给和循环的重要能源载体之一。 那么,氢能源的工作原理是什么 氢燃料电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阴极和阳极,氢在阳极变成氢离子(质子)通过电解质转移到阴极,同时放出电子通过外部的负载到达阴极,与氧气发生反应生成水。

高中常见的原电池

原电池(化学电源)电极反应式的书写训练中学化学中关于原电池及化学电源电极反应式的书写和有关判断,一直是全国各省市高考命题的热点,由于这部分知识可非常好的以当今各种化学电源为切入点,有很好的命题情景和知识情景,因此此类题目成为命题专家的热门题材,现将中学化学中涉及到的常见的跟中化学电源的电极反应汇总成练习的形式呈现出来。 【书写过程归纳】: 列物质,标得失(列出电极上的物质变化,根据价态变化标明电子得失)。 选离子,配电荷(根据介质选择合适的离子,配平电荷,使符合电荷守)。 巧用水,配个数(通常介质为水溶液,可选用水配平质量守恒) 一次电池 1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4) 负极:正极: 总反应方程式(离子方程式)Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性) 负极:正极: 总反应方程式(离子方程式)Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀) 3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性) 负极:正极: 化学方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 5、普通锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物) 负极:正极: 6、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物) 负极:正极: 化学方程式Zn +MnO2 +H2O == ZnO + Mn(OH)2 7、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH ) 负极:正极: 化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag 8、铝–空气–海水(负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水) 负极:正极: 总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面) 9、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH) 负极(Al):正极(Mg): 化学方程式:2Al + 2OH–+ 6H2O =2〔Al(OH)4〕—+ 3H2

燃料电池种类工作原理及结构

燃料电池(FuelCell)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。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。 燃料电池含有阳阴两个电极,分别充满电解液,而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成。氢气由阳极进入供给燃料,氧气(或空气)由阴极进入电池。 电池经由催化剂的作用,使得阳极的氢原子分解成氢质子(proton)与电子(electron),其中质子进入电解液中,被氧“吸引”到薄膜的另一边,电子经由外电路形成电流后,到达阴极。在阴极催化剂之作用下,氢质子、氧及电子,发生反应形成水分子。这正是水的电解反应的逆过程,因此水是燃料电池唯一的排放物。 利用这个原理,燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电,为一种 "发电机"。 阳极反应 - 阴极反应 总反应 伴随着电池反应,电池向外输出电能。只要保持氢气和氧气的供给,该燃料电池就会连续不断地产生电能。 燃料电池的分类 1 按燃料电池的运行机理分 根据燃料电池的运行机理的不同,可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。例如磷酸燃料电池(PAFC)和液态氢氧化钾燃料电池(LPHFC)。 2按电解质种类分 根据燃料电池中使用电解质种类的不同,可分为酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质的燃料电池。即碱性燃料电池(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(PEMFC)等。在燃料电池中,磷酸燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以冷起动和快起动,可以用作为移动电源,适应燃料电池电动汽车(FCEV)使用的要求,更加具有竞争力。 3按燃料类型分 燃料电池的燃料有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料和汽油、柴油以及天然气等气体燃料,有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后,才能成为燃料电池的燃料。根据燃料电池使用燃料类型的不同,可分为直接型燃料电池、间接型燃料电池和再生型燃料电池。 4按工作温度分 根据燃料电池工作温度的不同,可分为低温型,温度低于200℃;中温型,温度为200-750℃;高温型,温度高于750℃。质子交换膜燃料电池(PEMFC)在常温下可以正常工作,这类燃料电池需要采用贵金属作为催化剂,燃料的化学能绝大部分都能转化为电能,只产生少量的废热和水,不产生污染大气环境的氮氧化物。熔融碳酸盐燃料电池(M C F C)和固体氧化物燃料电池(SOFC)在高温下作,这类燃料电池不需要采用贵金属作为催化剂。但由于工作温度高,需要采用复合废热回收装置来利用废热,体积大。

氢燃料电池的特点及应用

氢燃料电池的特点及应用 2009-04-08 16:06出处:比特网论坛作者:lijing【我要评论】[导读]燃料电池技术被认为是取代蓄电池和发电机作为通信行业后备电源的最有前景的技术。美国瑞莱昂(RELION)公司生产的燃料电池作为通信用后备电源进行了详尽的现场测试和数据整理。文中介绍了该测试组的试验情况,这些试验点都是以RELION公司提供的燃料电池作为通信基站的备用电源,进行了历时6个月的现场测试。 企业数据中心每周热点文章 下载数据中心白皮书赢取指纹U盘下载刀片服务器解决方案赢取ThinkPad笔记本灵活多变的数据中心机柜解决方案(视频) IT管理人员眼中的动态架构 Gartner 电源管理的节能展望云运算开放宣言各方看法不一 料电池技术被认为是取代蓄电池和发电机作为通信行业后备电源的最有前景的技术。美国瑞莱昂(RELION)公司生产的燃料电池作为通信用后备电源进行了详尽的现场测试和数据整理。文中介绍了该测试组的试验情况,这些试验点都是以RELION公司提供的燃料电池作为通信基站的备用电源,进行了历时6个月的现场测试。 1 现在通信站后备电源的解决方案 现在的通信站通常都是由市电供电,采用铅酸蓄电池作为主要的后备电源,其初次投资比较低。但蓄电池的维护及管理成本较高,特别是在环境不好的情况下,成本更高;并且蓄电池使用寿命短;如不能有效监控其工作状况,常常导致蓄电池在真正需要的时候不能有效供电,造成通信中断。 2 燃料电池技术 燃料电池是电化学装置,能够将氢和氧的化学能转变为电能,并且没有污染,无有害物质排放。PEM型燃料电池(质子交换膜燃料电池)由两个电极(阴极和阳极)组成,通过聚合膜联系起来。 气态氢被送到膜的阳极,空气被送到阴极,氢原子在阳极侧被剥离电子,带正电荷的质子穿过膜到达阴极。为使该反应发生,须使用铂金催化剂。氢的电子通过外部回路从阳极到达阴极,产生了电流,在阴极,电子、质子和空气中的氧结合产生水,是燃料电池的主要副产品,如图1所示。 图1 燃料电池的工作原理图 3 燃料电池的优势 (1)无污染。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式——最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、SOx气体

中国三大石油公司全部子公司

中国三大石油公司子公司(全) 中国石化分(子)公司信息 全资子公司 中国石化销售有限公司 中国石化国际事业有限公司 控股子公司 中国石化上海石油化工股份有限公司 中国石化扬子石油化工股份有限公司 中国石化仪征化纤股份有限公司 中国石化石家庄炼油化工股份有限公司 中国石化武汉石油集团股份有限公司 中国石化泰山石油股份有限公司 中国国际石油化工联合有限责任公司 石化盈科信息技术有限责任公司 参股子公司 中国石化福建炼油化工有限公司 扬子石化-巴斯夫有限责任公司 上海赛科石油化工有限责任公司 油田分公司 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司 中国石油化工股份有限公司河南油田分公司 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司 中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司 中国石油化工股份有限公司南方勘探开发分公司中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司中国石油化工股份有限公司西南分公司 中国石油化工股份有限公司中南分公司 中国石油化工股份有限公司西北分公司 中国石油化工股份有限公司华东分公司 中国石油化工股份有限公司华北分公司 中国石油化工股份有限公司东北分公司

中国石化西部新区勘探指挥部 中国石油化工股份有限公司管道储运分公司中国石油化工股份有限公司天然气分公司 炼化分公司 中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司 中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司中国石油化工股份有限公司金陵分公司 中国石油化工股份有限公司茂名分公司 中国石油化工股份有限公司天津分公司 中国石油化工股份有限公司巴陵分公司 中国石油化工股份有限公司长岭分公司 中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司中国石油化工股份有限公司广州分公司 中国石油化工股份有限公司安庆分公司 中国石油化工股份有限公司洛阳分公司 中国石油化工股份有限公司荆门分公司 中国石油化工股份有限公司九江分公司 中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司中国石油化工股份有限公司济南分公司 中国石油化工股份有限公司武汉分公司 中国石化中原石油化工有限责任公司 中国石化青岛炼油化工有限责任公司 中国石油化工股份有限公司沧州分公司 中国石油化工股份有限公司润滑油分公司中国石油化工股份有限公司西安石化分公司中国石油化工股份有限公司塔河分公司 中国石油化工股份有限公司催化剂分公司中国石化化工销售分公司 石油分公司 中国石油化工股份有限公司北京石油分公司中国石油化工股份有限公司天津石油分公司中国石油化工股份有限公司河北石油分公司中国石油化工股份有限公司山西石油分公司中国石油化工股份有限公司上海石油分公司

常见的11种类型原电池教学提纲

11种类型原电池(电极反应及易错点) 离子共存是高中化学中一个高频考点,虽然难度不高,但是每年都会考,同学们应该要注意!应该对比掌握11种原电池原电池电极反应式的书写格式:电极名称(电极材料):氧化还原反应的半反应(氧化还原类型) 1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池(伏打电池)(电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:稀硫酸) (1)氧化还原反应的离子方程式:zn+2h+ = zn2+ + h2↑ (2)电极反应式及其意义 正极(cu):2h+ +2e-=h2↑(还原反应);负极(zn):zn -2e-=zn2+ (氧化反应)。意义:在标准状况下,正极每析出2.24升氢气,负极质量就减小6.5克。 (3)微粒移动方向: ①在外电路:电流由铜片经用电器流向锌片,电子由锌片经用电器流向铜片。 ②在内电路:so(运载电荷)向锌片移动,h+ (参与电极反应)向铜片移动的电子放出氢气。 2、铜锌强碱溶液的原电池(电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:氢氧化钠溶液) (1)氧化还原反应的离子方程式:zn +2oh- =zno22- + h2 ↑ (2)电极反应式及其意义 ①正极(cu):2h+ +2e-=h2↑(还原反应);修正为:2h2o+2e- =h2 ↑+2oh- ②负极(zn):zn -2e-=zn2+ (氧化反应);修正为:zn +4oh--2e-=zno +2h2o 意义:在标准状况下,正极每析出2.24升氢气,负极质量就减小6.5克。 (3)微粒移动方向: ①在外电路:电流由铜片经用电器流向锌片,电子由锌片经用电器流向铜片。 ②在内电路:oh-(参与溶液反应)向锌片移动遇到zn2+发生反应产生zno22- ,na+(运载电荷)向正极移动。 3、铝铜非氧化性强酸溶液的原电池(电极材料:铜和铝;电解质溶液:稀硫酸。) (1)氧化还原反应的离子方程式:2al+6h+ = 2al3+ + 3h2↑ (2)电极反应式及其意义 正极(cu):6h+ +6e- =3h2↑(还原反应);负极(al):2al -6e-=2al3+ (氧化反应)。 意义:在标准状况下,正极每析出6.72升氢气,负极质量就减小5.4克。 (3)微粒移动方向: ①在外电路:电流由铜片经用电器流向铝片,电子由铝片经用电器流向铜片。 ②在内电路:so(运载电荷)向铝片移动,h+ (参与电极反应)向铜片移动得电子放出氢气。 4、铜铝强碱溶液的原电池(电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:氢氧化钠溶液) (1)氧化还原反应的离子方程式:2al +2oh- +2h2o=2alo2- + 3h2 ↑ (2)电极反应式及其意义 ①正极(cu):6h+ +6e-=3h2↑(还原反应);修正为:6h2o+6e- =3h2 ↑+6oh-

燃料电池的应用和发展现状

收稿日期:2005-11-03 作者简介:杨润红(1974-),女,北京交通大学机械与电子控制工程学院工程热物理专业硕士研究生,研究方向为能量转换与工质热物性. 燃料电池的应用和发展现状 杨润红,陈允轩,陈 庚,陈梅倩,李国岫 (北京交通大学,北京100044) 摘 要:能源和环境是全人类面临的重要课题,考虑可持续发展的要求,燃料电池技术正引起能源工作者的极大关注.主要在介绍燃料电池的工作原理、发展简史、分类及特性的基础上,详细分析和论述了燃料电池的应用和研发现状,并对其发展前景作了展望. 关 键 词:燃料电池;工作原理;特性;研发现状 中图分类号:TM911.4 文献标识码:A 文章编号:1673-1670(2006)02-0079-05 1839年,英国的William Grove 首次发现了水解过程逆反应的发电现象[1],燃料电池的概念从此开始.100多年后,英国人Francis T.Bacon 使燃料电池走出实验室,应用于人们的生产活动[2].20世纪60年代,燃料电池成功应用于航天飞行器并逐步发展到地面应用[3].今天,随着社会经济的飞速发展,随之而来的不仅是人类文明的进步,更有能源危机,生态恶化.寻求高效、清洁的替代能源成为摆在全人类面前的重要课题.继火力发电、原子能发电之后,燃料电池发电技术以其效率高、排放少、质量轻、无污染,燃料多样化等优点,正进一步引起世界各国的关注. 1 燃料电池的工作原理 人们常用的普通电池有碱性干电池、铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池等.燃料电池和普通电池相比,既有相似,又有很大的差异.它们有着相似的发电原理,在结构上都具有电解质,电极和正负极连接端子.二者的不同之处在于,燃料电池不是一个储存电能的装置,实际上是一种发电装置,它所需的化学燃料也不储存于电池内部,而是从外部供应.在燃料电池中,反应物燃料及氧化剂可以源源不断地供给电极,只要使电极在电解质中处于分隔状态,那么反应产物可同时连续不断地从电池排出,同时相应连续不断地输出电能和热能,这便利了燃料的补充,从而电池可以长时间甚至不间断地工作.人们之所以称它为燃料电池,只是由于在结构形式上与电池有某种类似:外特性像电池,随负荷的增加,它的输出电压下降[4]. 燃料电池实际上是一个化学反应器[5],它把燃料同氧化剂反应的化学能直接转化为电能.它没有传统发电装置上的原动机驱动发电装置,也没有直接的燃烧过程.燃料和氧化剂从外部不断输入,它就能不断地输出电能.它的反应物通常是氢和氧等燃料,它的副产品一般是无害的水和二氧化碳.燃料电池的工作不只靠电池本身,还需要燃料和氧化剂供应及反应产物排放等子系统与电池堆一起构成完整 的燃料电池系统.燃料电池可以使用多种燃料,包括氢气、碳、一氧化碳以及比较轻的碳氢化合物,氧化剂通常使用纯氧或空气.它的基本原理相当于电解反应的逆向反应,即水的合成反应.燃料及氧化剂在电池的阴极和阳极上借助催化剂的作用,电离成离子,由于离子能够通过二电极中间的电解质在电极间迁移,在阴电极、阳电极间形成电压.当电极同外部负载构成回路时,就可向外供电(发电).图1是燃料电池的工作原理图[6]. 2 燃料电池的发展简史、分类及各自特性 1839年,William Grove 提出了氢和氧反应可以发电的 原理,并发明了第一个燃料电池.他把封有铂电极的玻璃管浸入稀硫酸中,电解产生氢和氧,连接外部装置,氢和氧就发生电池反应,产生电流. 1896年,W.W.Jacques 提出了用煤作为燃料电池的燃 料,但由于无法解决环境污染的问题,没有取得满意的效果. 1897年,W.Nernst 用氧化钇和氧化锆的混合物作为电 解质,制作成了固体氧化物燃料电池. 1900年,E.Baur 研究小组发明了熔融碳酸盐型燃料 电池(MCFC ).此后,I.Taitelbaum 等人就此进行了一些拓展性的研究. 1902年,J.H.Reid 等人先后开始研究碱质型燃料电 池(AFC ). 1906年,F.Haber 等人用一个两面覆盖铂或金的玻璃 圆片作为电解质,与供气的管子相连,做出了固体聚合物燃料电池(SPFC )的雏形. 1952年,英国学者F.T.Bacon 在借鉴前人研究经验 的基础上研制出具有实用性的培根电池并获得专利.它的研制思路是避免采用贵金属并设法获得尽可能高的输出功率.采用双层孔径烧结镍做电极,氢氧化钾水溶液做电解质,以纯氢和纯氧为燃料及氧化剂.副产物是纯水.培根电 第21卷第2期2006年4月 平顶山学院学报Journal of Pingdingshan University Vol.21No.2 Apr.2006

常见原电池方程式归纳

常见原电池方程式归纳 1.Cu─H2SO4─Zn原电池 负极:Zn—2e—=Zn2+ 正极:2H++2e—=H2↑总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑2. Fe─CuSO4─Cu原电池 负极:Fe—2e—=Fe2+ 正极:Cu2++2e—=Cu总反应式:Fe+ Cu2+= Fe2++Cu 3.Cu─FeCl3─C原电池 负极:Cu—2e—=Cu2+ 正极:2Fe3++2e—=2Fe2+总反应式:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ 4.Fe─FeCl3─Cu原电池 负极:Fe—2e—=Fe2+ 正极:2Fe3++2e—=2Fe2+总反应式:2Fe3++Fe=3Fe2+ 5.氢氧燃料电池(中性介质) 负极:2H2—4e—=4H+ 正极:O2+2H2O+4e—=4OH—总反应式:2H2 + O2 = 2H2O 6.氢氧燃料电池(H2SO4做电解质) 负极:2H2—4e—=4H+ 正极:O2+4e—+4H+=2H2O总反应式:2H2+O2 = 2H2O 7.氢氧燃料电池(KOH做电解质) 负极:2H2—4 e—+4OH—=4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e—= 4OH— 总反应式:2H2 + O2 == 2H2O 8.铅蓄电池(放电) 负极(Pb) :Pb—2 e—+ SO42- = PbSO4 正极(PbO2) :PbO2+2e—+SO42—+4H+ = PbSO4 + 2H2O 总反应式:Pb+PbO2+4H++ 2SO42- == 2PbSO4 + 2H2O 9.Al─NaOH─Mg原电池 负极:2Al—6e—+ 8OH—= 2AlO2—+ 4H2O 正极:6H2O + 6e—= 3H2↑+ 6OH— 总反应离子方程式:2Al+2OH—+2H2O==2AlO2—+ 3H2↑ 10.Al─浓HNO3─Cu原电池 负极:Cu—2e—= Cu2+ 正极:4H++2e—+2NO3—=2NO2↑+2H2O 总反应式:Cu+4H++2NO3—= Cu2++2NO2↑+2H2O 11.CH4燃料电池(KOH做电解质) 负极:CH4—8e—+10OH—= CO32—+ 7H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e—= 4OH— 总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH- == CO32- + 3H2O 12. CH3OH燃料电池(KOH做电解质) 负极:CH3OH—6e—+ 8OH—= CO32—+ 6H2O 正极:O2 + 4e—+ 2H2O = 4OH— 总反应式:2CH3OH + 3O2 + 4OH—== 2CO32—+ 6H2O

燃料电池技术概念简述

2.1.1.技术简介 2.1.1.1.燃料电池原理 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 [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: [R]→[R]+ + e- [R]+ +[O] + e-→P [R] +[O]→P 以最简单的氢氧反应为例,即为: H2→2H+ + 2e- 1/2 O2 + 2H+ +2e-→H2O H2 + 1/2 O2→H2O 如图1-1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、 贮罐中。当它工作时(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。最常用的燃料为纯氢、各种富含氢的气体(如重整气)和某些液体(如甲醇水溶液)。常用的氧化剂为纯氧、净化空气等气体和某些液体(如过氧化氢和硝酸的水溶液等)。 2.1.1.2.特点 (1) 高效燃料电池按电化学原理等温地直接将化学能转化为电能。在理论上它的热电转化效率可达85~90%。但实际上,电池在工作时由于各种极化的限制,目前各类电池实际的能量转化效率均在40~60%的范围内。若实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。

氢燃料电池备用电源

氢能备用电源市场前景可观近年来,壳牌石油公司和通用汽车公司在美国大力研发新能源汽车,并在华盛顿特区、纽约等地广泛设立氢燃料加油站。 氢能在污染排放、生产成本和资源丰富性方面具有其他能源无法比拟的优势,但这种被称为“终极能源”的能源,为何在我国遭遇了产业困境? 3月7日,冬寒尚未褪去,现代汽车蔚山工厂氢燃料电池汽车(以下简称“氢燃料汽车”)生产工厂却已满载春意,工作人员忙着将17辆ix35氢燃料汽车装载到货按照计划,这17辆氢燃料汽车将横渡大洋,落户欧洲。其中15辆运往丹麦,2辆运往瑞典。到4月份,丹麦和瑞典有关政府机构或公共机关的一些官员,就可以乘坐氢燃料汽车进行办公。 同作为新能源汽车,电动汽车经历了数十年的推广,成效并不令人满意。亚洲、欧洲和北美的汽车行业高管们有意将目光投向了氢燃料汽车。据悉,宝马、福特和丰田等车企均计划在未来几年内量产并全球出售氢燃料汽车。 值得一提的是,此次现代生产的氢燃料汽车,是世界上首次成功实现批量生产的氢燃料汽车。这对于“氢燃料汽车”产业以及整个“氢能源”行业来说,无疑是一利好消息。

随着氢燃料汽车逐步向商业化进程迈进,氢能源的利用已越来越进入公众的视野。江苏中靖新能源科技有限公司(以下简称“中靖新能源”)高级副总裁袁音向《能源》记者表示,氢能源可称为“终极能源”,因其在污染、排放、使用、生产成本、可再生和资源丰富性等众多方面都具有其他能源所无法比拟的优势。 氢能源行业根据能源开发和使用的技术,更是将能源大致分为了三类:传统技术能源(化石资源、不可再生资源,如煤、石油)、中间过渡技术能源(如内燃机、核能)、终极技术能源—氢。 氢能源大有前途,但相比于国外企业的高调发展,国内企业却没有想象中的热情。在认准氢能源发展前景的新兴民营企业、高校和科研单位看来,我国应不失时机地抓住氢能源发展机遇。 资金的缺失 氢能源有两大类使用方法。第一类被称为“热化学”方法,即燃烧。另一类被称为“电化学”方法。氢燃料电池技术则属于后者,被认为是利用氢能、解决未来人类能源危机的终极方案。 “氢燃料电池是目前市场热衷度最高的氢能源利用技术。利用氢气和氧化剂在电池内的化学反应直接生产电能,具有无污染、节能、高效、安静、安全等特性,可用于新型汽车、发电站、潜艇和家庭直接

三大石油公司组织架构

我国三大石油公司中海油、中石油、中石化单位列表~~~ 1中国海油单位列表 (1)上游业务 中国海洋石油有限公司:(下辖) 中海石油(中国)有限公司天津分公司 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 中海石油(中国)有限公司上海分公司 中海石油研究中心 (2)中上游业务 中海石油气电集团有限责任公司 中海石油炼化有限责任公司 中国海洋石油总公司销售分公司 中海油气开发利用公司 中国化工供销(集团)总公司 中海石油化学股份有限公司 中国化工建设总公司 中海石油化工进出口有限公司 中海油海西宁德工业区开发有限公司 中海石油炼化与销售事业部 (3)专业技术服务 中海油田服务有限公司 海洋石油工程股份有限公司 中海油能源发展股份有限公司 中国近海石油服务(香港)有限公司 (4)金融服务 中海石油财务有限责任公司 中海信托股份有限公司 中海石油保险有限公司 中海石油投资控股有限公司 (5)其他 中海油新能源投资有限责任公司 中国海洋石油渤海公司 中国海洋石油南海西部公司 中国海洋石油南海东部公司 中国海洋石油东海公司 中海实业公司 中海油基建管理有限责任公司 中化建国际招标有限公司 中海油信息技术(北京)有限责任公司 中国海洋石油报社 2 中国石油单位列表

(1)油田企业: 中国石油大庆油田公司中国石油辽河油田公司中国石油长庆油田公司 中国石油塔里木油田公司中国石油新疆油田公司中国石油西南油气田公司 中国石油吉林油田公司中国石油大港油田公司中国石油青海油田公司 中国石油华北油田公司中国石油吐哈油田公司中国石油冀东油田公司 中国石油玉门油田公司中国石油浙江油田公司(中国石油南方勘探开发有限公司)中石油煤层气公司中国石油对外合作经理部 (2)炼化企业: 中国石油大庆石化公司中国石油吉林石化公司中国石油抚顺石化公司 中国石油辽阳石化公司中国石油兰州石化公司中国石油独山子石化公司 中国石油乌鲁木齐石化公司中国石油宁夏石化公司中国石油大连石化公司 中国石油大连西太平洋石油化工有限公司中国石油锦州石化公司 中国石油锦西石化公司 中国石油大庆炼化公司中国石油哈尔滨石化公司中国石油广西石化公司 中国石油四川石化公司中国石油广东石化公司中国石油大港石化公司 中国石油华北石化公司中国石油呼和浩特石化公司中国石油辽河石化公司 中国石油长庆石化公司中国石油克拉玛依石化公司 中国石油庆阳石化公司中国石油东北炼化工程公司 中国石油炼化工程建设公司中国石油东北化工销售公司 中国石油西北化工销售公司中国石油华东化工销售公司 中国石油华北化工销售公司中国石油华南化工销售公司 中国石油西南化工销售公司中国石油吉林燃料乙醇公司 (3)销售企业: 中国石油东北销售公司中国石油西北销售公司中国石油燃料油销售公司 中国石油润滑油公司中国石油辽宁销售公司中国石油四川销售公司 中国石油广东销售公司中国石油内蒙古销售公司中国石油北京销售公司 中国石油上海销售公司中国石油黑龙江销售公司中国石油河北销售公司 中国石油新疆销售公司中国石油山东销售公司中国石油陕西销售公司 中国石油吉林销售公司中国石油江苏销售公司中国石油甘肃销售公司 中国石油河南销售公司中国石油湖北销售公司中国石油浙江销售公司 中国石油云南销售公司中国石油重庆销售公司中国石油湖南销售公司 中国石油安徽销售公司中国石油广西销售公司中国石油福建销售公司 中国石油大连销售公司中国石油山西销售公司中国石油天津销售公司 中国石油宁夏销售公司中国石油贵州销售公司中国石油青海销售公司 中国石油江西销售公司中国石油西藏销售公司中国石油海南销售公司 中国石油大连海运公司 (4)天然气与管道储运企业: 北京油气调控中心中国石油管道建设项目经理部 中国石油管道公司中国石油西气东输管道公司 北京天然气管道公司中国石油西部管道公司 中国石油唐山液化天然气公司中国石油大连液化天然气公司 中国石油江苏液化天然气公司中国石油华北天然气销售公司 中国石油昆仑燃气公司中国石油天然气利用公司 (5)工程技术服务企业:

燃料电池简介

燃料电池简介 摘要:燃料电池是一种清洁、高效的能源利用方式,本文主要介绍了燃料电池的 工作原理、燃料电池的分类和燃料电池的优点,另外,本文还简单的介绍了燃料 电池的发展前景。 关键词:燃料电池 工作原理 固体氧化物 燃料电池作为一种新型的发电方式,发展燃料电池对于改善环境, 实施能源 可持续发展具有重要意义。对比于传统的火力发电方式可以大大降低空气污染及 解决电力供应、电网调峰问题。传统的火力发电站的燃烧能量大约有近70%要消 耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上,燃烧时还会排放大量的有害物质。而 使用燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,没有 多余的能量转换过程,理论上能量转换率为100%,实际应用上装置无论大小发 电效率可达40%~60%,可以实现直接进入企业、饭店、宾馆、家庭实现热电联 产联用,没有输电输热损失,综合能源效率可达80%,装置为积木式结构,容量 可小到只为手机供电、大到和火力发电厂相比,应用范围极为广泛。基于以上这 些优点,我们可以看出研究燃料电池是很有必要的。 1、燃料电池的原理 燃料电池是一种能量转化装置,它是按电化学原理等温的把贮存在燃料和氧 化剂中的化学能直接转化为电能, 因而实际过程是氧化还原反应, 其工作原理 如图1所示。燃料电池主要由四部分组成, 即阳极、阴极、电解质和外部电路。 燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子, 电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下, 通过电 解质迁移到阳极上, 与燃料气反应,构成回路,产生电流。同时, 由于本身的电化 学反应以及电池的内阻, 燃料电池还会产生一定的热量。电池的阴、阳两极除传 导电子外, 也作为氧化还原反应的催化剂。当燃料为碳氢化合物时, 阳极要求有 更高的催化活性。阴、阳两极通常为多孔结构, 以便于反应气体的通入和产物排 出。电解质起传递离子和分离燃料气、氧化气的作用。为阻挡两种气体混合导致 电池内短路, 电解质通常为致密结构。 图一:燃料电池工作原理图 例如我们常说的氢氧燃料电池,如图二。氢-氧燃料电池反应原理实际上是电解 水的逆过程。电极反应 负极:H 2-2e-→2H + 正极:1/2O 2+2H ++2e -→H 2O 电池总反应:H 2+1/2O 2=H 2O 在该燃料电池中,阳极供给的燃料气H 2分解成H +和e -,H +移动到电解质中与

氢燃料电池系统在通信系统备用电源中的应用

氢燃料电池系统在通信系统备用电源中的应用 一、通信备用电源系统简介 通信基站一般用市电供电,为保证基站正常工作,需要给基站配备备用电源系统如铅酸蓄电池组和移动油机,在断电时,备用电源系统为基站中的负载供电,保证设备的正常运行。 铅酸蓄电池的优点是比较安全且采购成本较低,其缺点是体积大、笨重、造成一次和二次环境污染、备电时间有限且有不确定性、对环境温度要求苛刻。 当铅酸蓄电池因放电时间较长将要退服或出现故障时,移动油机成为现实可用的备用电源,但移动油机后勤保障复杂,需有人值守,有噪声污染及废气污染。 鉴于铅酸蓄电池和移动油机的种种缺点,加之能源危机和人们环保意识的提高,寻求新的备用电源的呼声越来越高,氢燃料电池是最理想的替代者之一。 二、氢燃料电池的原理 氢燃料电池是一种高效电化学能量转换器,把氢气(燃料)和氧气(来自空气)中的化学能直接转化成电能。只要有燃料和空气不断输入,燃料电池就能源源不断地产生电能,因此,燃料电池兼具电池和油机的特点。 燃料在燃料电池的阳极被氧化,生成质子和电子;质子通过电解质迁移到阴极,电子通过外电路迁移到阴极为外界负载提供电能;迁移到阴极的质子、电子和阴极处来自空气中的氧气结合生成水。燃料电池的主要优点包括:高效率(不受“卡诺循环”的限制)、零或超低排放、机械结构简单、扩展容易、安静、安全、可靠、能用可再生能源为燃料、只要有燃料就可连续不断地发电。 三、氢燃料电池与现有备用电源的比较 1、与铅酸电池的比较 和铅酸电池相比,燃料电池的主要优点包括: 适应环境温度范围宽广,基站温度可设定在32℃或更高,这样每年可节约大量空调电费。 只要保证氢气的供应就可持续供电,在发生大的自然灾害时可以保持长时间的通信畅通,为此而保护的生命、财产是难以用金钱来衡量的。 按设定电压稳定输出电能,而不像铅酸电池在剩余电量达到最低值前,放电电压衰减很快且难以预测。 重量轻,不需特殊的承重处理。 占地面积小,安置位置灵活,既可安置在室外也可安置在室内。 寿命设计一般是累计使用时间1500小时、累计开关次数超过600次、储存寿命10年,而铅酸电池几年就要更换。 安全性高,燃料电池系统中有多种传感器,系统可自动采取应对措施,如:当氢气泄漏时,燃料电池控制系统会自动关闭气源,避免泄漏持续;可远程监控,及时发现问题。世界上还没有燃料电池发生氢气燃爆事故。 2、与移动油机的比较 与移动油机比较,氢燃料电池最大优点是: 自动控制,可实现无人值守,通过遥测、遥控手段来监控系统的运行状态及氢气的剩余量,实现远程管理。 低噪音、无废气排放。燃料电池系统机械运动部件较少,所以系统比较安静,其排放物为水,对环境友好。 四、通信备用氢燃料电池系统的应用 1、系统的接入 燃料电池系统可以布置于室内和室外,但作为通信备用电源系统,根据现有通信机房的

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