合肥工业大学储能材料与技术试卷

合肥工业大学储能材料与技术试卷

一、填空题：

1、超载吸附只能改变紧密层和分散层电势差的大小或符号，改变电势分布但不能改变整个相间电势差。

2、超电势或电极电势与电流密度之间的关系曲线称为极化曲线，它的形状和变化规律反映了电化学过程的动力学特征。

3、在电池中，通常把参加电化学反应的物质叫活性物质。

4、燃料电池的寿命是指输出电压降至初始值的90%时的运行时间。

5、在PAFC中有3种冷却方式：空气冷却、绝缘液体冷却和水冷却。

二、简答题：

1、电极出现极化现象的原因是什么？根据产生的原因不同，极化主要分为哪几类？

当有电流流过电极时，在电极上发生一系列的过程，并以一定的速率进行，而每一步都存在阻力（即势垒），要克服它们需要一定的推动力，表现在电极电势上就出现偏离（极化现象）。极化分为三类：浓差极化，电化学极化，电阻极化。

2、燃料电池系统主要由哪几部分组成？

1)电池组：系统核心，将化学能转变为电能。2)燃料和氧化剂供给子系统。3)水热管理。4)输出电能调整子系统，包括直流电压的稳定，过载保护和对交流用户的逆变子系统。5)控制子系统。

3、磷酸型燃料电池性能衰退的主要因素是什么？可从哪些方面提高其电池寿命？

主要因素：铂催化剂颗粒的烧结，碳载体的腐蚀及酸涌等现象造成的。提高电池寿命方式：电池电压不超过0、8V,避免操作的瞬间剧烈变化，必须保证向电池提供充足的反应气体。

4、在PEMFC中流场的主要作用是什么？试列举至少4种主要流场类型。

作用：引导反应气流动方向，确保反应气均匀分配到电极各处，经扩散层到达催化层参与电化学反应。流场类型：网状，多孔，平行沟槽，蛇形和交指状等。

三、论述题：

1、什么是电化学？电化学反应有何特点？

电化学：研究第一类与第二类导体的界面及界面上所发生一切变化的科学。特点：1)是一种特殊的氧化还原反应，即氧化与还原反应在不同的位置上进行。2)是一种特殊的异相催化反应，电极具备催化性质，其性质与电极电势有关。3)氧化反应与还原反应等量进行，即得失电子数相同。4)氧化反应与还原反应相互制约，又各具独特性。（制约性：两反应同时进行，得失电子数相同。独立性：反应在不同位置上进行。)

2、管型SOFC电池组与平板型SOFC电池组相比各有何特点？

管型由一端封闭的管状单电池以串联，并联方式组装而成。优点：电池间的连接体设在还原气氛一侧，可使用廉价的金属材料作电流收

集体。单电池采用串、并联方式组合，可以避免某单一电池损坏时电池组完全失效。电池组简单，易组成大功率的电池组。一般在很高的温度下操作。

缺点：电流通过的路径比较长，限制了其性能。平板型：由空气电极/YSZ固体电解质/燃料电极烧结成一体。优点：制备工艺简单，造价低，电流收集均匀，流经路径短，输出功率密度比管式高。缺点：密封困难，抗热循环性能差，难以组装成大功率电池组。

3、叙述锂离子电池的的工作原理及其特点。

充电时，锂离子从正极活性物质中脱出，在外电压的驱使下经由电解液向负极迁移，同时锂离子嵌入负极活性物质中，等量的电子在外电路从正极流向负极。使得负极处于富锂态、正极处于贫锂态的高能量状态，放电时则相反。特点：①单电池电压为3、6V,是镉镍电池、氢镍电池的3倍。②锂离子电池的能量密度要比镉镍电池、氢镍电池大。③由于采用非水有机溶剂，锂离子电池的自放电小。④不含铅、镉等有害物质，对环境友好，无记忆效应，循环寿命长。