燃料电池发展现状与应用前景

介绍了各种类型燃料电池（碱性燃料电池,熔融碳酸盐燃料电池,固体氧化物燃料电池,磷酸燃料电池及质子交换膜燃料电池）的技术进展,电池性能及其特点。其中着重介绍了当今国际上应用较广泛,技术较为成熟的磷酸燃料电池和质子交换膜燃料电池。对燃料电池的应用前景进行探讨,并对我国的燃料电池研究提出了一些建议。     

燃料电池简介

一、发展过程燃料电池的原理始见于1839年 Grove 发表的氢和氧反应可发生电的论文,但长期未受到重视。直到二十世纪六十年代适应宇航事业的需要才开始应用,并不惜工本开发出高性能的燃料电池。1967年美国将它列入 TARGET计划(天然气转换研究计划),着手开发以天然气为燃料的民用燃料电池发电,日本的大阪和东京煤气公司亦参与了这一计划。七十年代这种污染少而发电效率高的技术受到了多方重视。但除了磷酸盐型燃料电池开发较快外,熔融碳酸盐型燃料电池和固体电解     

日本第一代燃料电池进入实用阶段

近年来,日本、美国及欧洲一些国家都投入了相当的人力和资财,积极地研究开发民用燃料电池,并取得了一些成果。燃料电池根据其本体电解质不同,分为第一代磷酸型燃料电池、第二代溶融碳酸盐型燃料电池、第三代固体电解质型燃料电池。磷酸型燃料电池有可因地制宜,清洁、无噪音、运转简便,可放置在建筑物的地下室,也可分散放置,对周围环境条件要求不高等优点。由于磷酸型燃料电池是以天然气和石油等石化燃料中的氢和空气中的氧为原燃料发电的,原燃料丰富,也较便宜,运转温度(200℃)较低,热能综合     

日本加速燃料电池技术实用化

1燃料电池技术领先 美国于1965年将燃料电池用于航天动力,并于上世纪70年代后期应用于地面发电;90年代初由于杜邦公司开发成功高性能的电解膜后使固体高分子燃料电池(PEFC)得到应用;1994年克莱斯勒汽车公司开发成功第1台燃料电池汽车(FCV),不仅技术上领先,而且生产燃料电池的企业,如佛埃尔赛尔能源和加拿大巴拉德电业实力雄厚,其产品供应全球.然而在燃料电池技术实用化方面日本却领先美国一步.如日本丰田、本田的FCV燃料电池汽车已于2002年12月正式上市,而美国的克莱斯勒、通用、福特等计划在2003年和2004年上市.在日本,5 0～2 0 0 k W级磷酸型燃料电池(PAFC)已有近百台用于工厂、医院和农村.替代锂离子电池用于手机、电脑电源的1kW以下的PEFC将于2004年实用化,用于家用分散电源的1kW PEFC将于2005年进入实用化,均比美国超前一步.日本的经验值得我们借鉴.     

燃料电池知识——燃料电池的工作原理

燃料电池是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置，是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置。燃料电池发生电化学反应的实质是氢气的燃烧反应。它与一般电池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。[第一段]     

复合发电技术能提高效率

据新华社东京讯：日本电源开发公司将燃料电池、燃气轮机和蒸汽轮机三种发电方式组合在一起进行发电，可将全厂发电效率提高到５９％。 这一新的发电方式叫做“煤炭气化燃料电池复合发电系统”。新系统首先把煤粉输入煤炭气化炉，使之在高温高压下与氧发生反应，然后把其中的可燃气体（主要是Ｈ２和ＣＤ）经过除硫和其它杂质后，充入固体电解质，根据燃料电池的化学能直接转化为电能的原理进行发电；生产的高温高压气休再推动燃气轮机进行发电；剩余的废气通过废热回收炉，再推动蒸汽轮机发电。 这家公司现已建成包括日处理能力为５０ｔ的煤…     

质子交换膜燃料电池的应用研究

质子交换膜燃料电池（PEMFC）与其它燃料电池一样，是利用氧化、还原反应产生电子流的装置。它以氢为燃料、以氧为氧化剂，把化学能直接转化为电能。由于该电池以氢气为燃料，生成的产物是水，对环境造成的污染少。在化石燃料日益短缺及环境污染日益严峻的条件下，燃料电池倍受关注。而近几年发展起来的质子交换膜燃料电池（PEMFC）由于其无污染、发电效率高等特点正受到各国各部门的重视。主要评述了PEMFC的主要用途、工作原理及其实现商业化所面临的几个主要问题。     

SOFC在天然气分布式应用中的经济性分析

固体氧化物燃料电池属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。固体氧化物燃料电池具有燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点,可直接使用氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质气等多种碳氢燃料。对不同应用场景下以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池分布式应用进行经济性分析。     

21世纪的发电器

２１世纪的发电器傅黎燃料电池是２１世纪的一种重要发电器，其中以陶瓷或氧化固体燃料电池最有希望成为高效、低污染的发电装置。为此，澳大利亚五个主要财团建立了陶瓷燃料电池公司。陶瓷燃料电池是一种电化学器件，它直接把燃料，如气化煤、天然气转化为电，且不受势力...     

高温燃料电池—固体氧化物燃料电池（SOFC）

燃料电池是一种直接把燃料的化学能转变为电和热的电化装置,无需经过燃烧这一中间环节。与其它发电装置相比,转化效率达到60％左右,部分负荷时的效率也高;具有积木式结构,场地限制性小以及污染小等优点,是一种清洁发电方式;与风能、太阳能等发电方式相比,又具有较高的能量密度特点。其运行温度超过600℃,产生高品位的蒸汽,可用于热电并供或底部循环。但也存在着材料、耐腐蚀、寿命周期、制造等技术难题。日前高温燃料电池主要有熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。本文将主要叙述固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell——SOFC)的发展现状,运行原理及其应用。     

火焰燃料电池综述

火焰燃料电池是一种基于固体氧化物燃料电池的新型电池,他利用燃料的化学能和火焰的热量进行发电,具有清洁高效、结构简单和燃料来源广泛等优点,在能源转化、工业生产等领域有较好的应用前景。文中主要介绍了火焰燃料电池系统,并将他与传统的固体氧化物燃料电池作对比,详述其功能特性,同时还讨论了火焰燃料电池中阴极、阳极和电解质的材料的研究和利用情况,最后详细论述了几种燃料在电池电极表面的反应机理。     

美日研制燃料电池计划

美国研制燃料电池的历史至今已有三十年了。当初制造燃料电池的目的主要用于宇宙开发和军事需要,之后才逐步转为用于商业电源。美国能源开发和研究所以及美国能源负责这项计划的执行,政府并拨大量费用。能源部煤气研究所和电力各公司在研制区域性燃料电池方面,已成功制成了功率为40千瓦的燃料电池装置,投入后可连续运行2000小时。 日本政府和民间也积极开发燃料电池。东京电力公司正研制磷酸燃料电池。当前研究的     

熔融碳酸盐型燃料电池的研究和发展

目前燃料电池被国际公认为是继水力、火力、原子能发电之后的第四代发电系统。燃料电池通常以电解质来命名,分为碱水型、磷酸型、熔盐型、固体高温型等。本文主要对熔融碳酸盐型燃料电池的基本原理、基本结构及各部件制作以及技术现状和应用情况进行简明介绍。一、熔融碳酸盐燃料电池(MUFC)的发展概况燃料电池是将燃料气和氧化气反应的化学能直接变成电能的装置。早在1921年Baur等人就对以熔融碳酸盐作为电解质、氢气和一氧化碳为燃料、空气作为氧化气做成的电池做     

日本用复合发电技术提高发电效率

新华社东京讯　日本电源开发公司将燃料电池、燃气轮机和蒸汽轮机３种发电方式组合在一起进行发电,可将发电效率提高到５９％。这一新的发电方式叫作“煤炭气化燃料电池复合发电系统”。新系统首先把微细煤粉输入煤炭气化炉,使之在高温、高压下与氧发生反应,然后把其中的可燃气体（主要成分是氢和─氧化碳）经过除硫和其他杂质后,充入固体电解质,根据燃料电池化学能直接转化为电能的原理进行发电;产生的高温、高压气体再推动燃气轮机进行发电;剩余的废气通过度热回收炉加以回收,再推动蒸汽轮机进行发电。目前,这家公司已经建成包括…     

固体氧化物燃料电池技术进展及其在汽车上的应用

固体氧化物燃料电池（SOFC）采用的是全固体的电池结构,可进行甲烷、燃料油（汽油、柴油）的内部重整、适用于多种燃料气,从而解决了燃料的供应问题？固体氧化物燃料电池不但可以应用于固定电站。在电动车方面也有很好的发展前景。较详细地介绍了SOFC在汽车方面的应用以及为了实现这一技术的产业化所必须解决的关键问题。     

燃料电池发电将迅速增加

据英国科学家预测,燃料电池发电将迅速增加。美国和日本正在试验铂催化剂燃料电池。这种燃料电池的优点是低噪声,无污染,高节能。据约翰逊·马特里技术中心的科学家预测,到2000年,日本13％的需电量(或25000兆瓦)将由燃料电池发电提供。美国到2003年将安装6000兆瓦功率的燃料电池,到2008年,将安装14000兆瓦功率的燃料电池。 磷酸燃料电池是目前最佳型式电池。它利用带有铂催化剂的磷酸电极。据预测,再过15     

碳酸盐燃烧电池发电技术—一种清洁、高效的发电技术

碳酸盐燃烧电池（以下简称MCFC），采用天然气或是合成煤气作燃料，提供了一个清洁，高效的发电方式，并被认为是将来最具有前途的发电技术，本着重从原理方面对MCFC技术进行分析，引入了几个基本概念，对最基本的MCFC工艺进行描述，最后，介绍了了提高燃料电池电厂效率的两种工艺。     

绿氨能源化及氨燃料电池研究进展北大核心CSCD

随着全球“减碳”目标的提出,氢气被认为是最理想的清洁能源,但是制取成本高、储存及运输困难等问题限制了氢的大规模能源化应用。氨作为氢的载体,具有“零碳”意义的绿氨越来越引起各国重视。本文通过对近期相关文献的探讨,综述了绿氨能源化的前景及氨燃料应用的进展。介绍了绿氨的来源,从绿氨生产成本、技术成熟度及政策因素等方面,分析绿氨规模化应用前景及面临的挑战。船舶运输及发电等是氨燃料的重要目标应用领域,但是还需要进一步解决氨的安全性、掺烧理论以及燃烧系统改造等难题。氨燃料电池是氨能源化的重要技术,本文详细介绍了氨燃料电池的研究进展,包括氧离子导电电解质固体氧化物氨燃料电池、质子传导电解质固体氧化物氨燃料电池、质子膜氨燃料电池和碱性氨燃料电池等。综合分析表明,全球减碳政策驱动因素是现阶段绿氨发展的重要推动力。质子膜氨燃料电池和碱性氨燃料电池在短期内将无法满足氨燃料的规模化应用,而固体氧化物燃料电池具有高度的燃料灵活性,是最有前景的氨燃料电池类型。     

燃料电池与燃气轮机联合循环的若干方案简介

燃料电池研究与开发的原因主要在于其质量轻、体积小、能量转换效率高以及对环境造成污染小等.本文综述了燃料电池的发展概况,以及其基本工作原理、主要组成系统和种类.最后着重就燃料电池(主要是SOFC固体氧化物燃料电池)和燃气轮机联合循环的几种方案和各种性能进行比较,指出了其良好的前景.     

燃料电池发展前景及其应用(下)

（续2007年第2期） 杜邦和英国的CMR燃料电池公司分别开发高性能直接式甲醇燃料电池技术。该项技术可从燃料电池就地发电,而无需单独的转化器将甲醇转化为氢气,其已生产出直接甲醇燃料电池的样机,大小为目前用于便携式电子设备的标准电池的1／10,成本为1／5。这种燃料电池的工作时间,比笔记本电脑和其他电子设备中的常规电池要长4倍。而且,该燃料电池可以用甲醇进行即时充电。CMR的新型燃料电池是基于一种将空气与燃料混合的新型电池组。在此之前,