2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——燃料電池技術(shù)的前沿研究與發(fā)展考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種燃料電池不需要使用貴金屬催化劑？A.質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）B.固體氧化物燃料電池（SOFC）C.堿性燃料電池（AFC）D.磷酸燃料電池（PAFC）2.提高質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）耐久性的關(guān)鍵因素之一是？A.降低膜的水合度B.提高陽(yáng)極催化劑的活性C.增加膜的厚度D.降低工作溫度3.下列哪種材料不屬于固體氧化物燃料電池（SOFC）的電解質(zhì)材料？A.氧化鋯（ZrO?）B.氧化釔穩(wěn)定氧化鋯（YSZ）C.氧化鋁（Al?O?）D.氧化鈰（CeO?）4.燃料電池的功率密度通常用哪個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量？A.電流密度B.開路電壓C.功率/體積D.能量效率5.下列哪種方法不屬于制備非貴金屬催化劑的常用方法？A.溶膠-凝膠法B.共沉淀法C.浸漬法D.噴霧熱解法6.燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)是？A.提高燃料利用率B.增加功率密度C.降低系統(tǒng)成本D.提高系統(tǒng)可靠性7.下列哪種燃料不屬于燃料電池的燃料？A.氫氣B.天然氣C.甲烷D.乙醇8.燃料電池的陰極反應(yīng)通常涉及哪種物質(zhì)的還原？A.氫氣B.氧氣C.二氧化碳D.水蒸氣9.下列哪種技術(shù)不屬于燃料電池智能化控制范疇？A.故障診斷B.預(yù)測(cè)維護(hù)C.電池均衡D.電池分組10.燃料電池技術(shù)目前面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？A.燃料供應(yīng)問題B.成本過高C.耐久性不足D.環(huán)境污染問題二、填空題（每空1分，共10分）1.質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的電解質(zhì)是__________。2.固體氧化物燃料電池（SOFC）的工作溫度通常在__________以上。3.非貴金屬催化劑的研究重點(diǎn)是提高其__________和__________。4.燃料電池的耐久性是指其__________的能力。5.燃料電池與可再生能源的耦合應(yīng)用可以__________。6.燃料電池的智能化控制可以提高其__________和__________。7.燃料電池的關(guān)鍵材料包括__________、__________、__________和__________。8.燃料電池的陽(yáng)極反應(yīng)通常涉及__________的氧化。9.燃料電池的電壓效率是指__________與__________的比值。10.燃料電池技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)包括__________、__________和__________。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的基本工作原理。2.簡(jiǎn)述固體氧化物燃料電池（SOFC）的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述非貴金屬催化劑在燃料電池中的應(yīng)用前景。4.簡(jiǎn)述燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的組成和工作原理。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述提高燃料電池耐久性的主要策略。2.論述燃料電池技術(shù)在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的重要作用。試卷答案一、選擇題1.C解析：堿性燃料電池（AFC）通常使用鎳作陽(yáng)極催化劑，不需要使用貴金屬催化劑。2.B解析：提高陽(yáng)極催化劑的活性可以降低反應(yīng)過電位，從而提高燃料電池的性能和耐久性。3.C解析：氧化鋁（Al?O?）的離子導(dǎo)電性很差，不適合用作固體氧化物燃料電池（SOFC）的電解質(zhì)材料。4.C解析：功率密度是指單位體積或單位質(zhì)量所產(chǎn)生的功率，是衡量燃料電池性能的重要指標(biāo)。5.C解析：浸漬法通常用于對(duì)現(xiàn)有材料進(jìn)行表面修飾或摻雜，不屬于制備非貴金屬催化劑的常用方法。6.D解析：燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)是提高系統(tǒng)可靠性，特別是在低功率需求時(shí)可以節(jié)省燃料。7.D解析：乙醇含有氧元素，不適合直接作為燃料電池的燃料。8.B解析：燃料電池的陰極反應(yīng)通常是氧氣的還原反應(yīng)，生成羥基或水。9.C解析：電池均衡不屬于燃料電池智能化控制的范疇，而是電池管理的一部分。10.B解析：成本過高是燃料電池技術(shù)目前面臨的主要挑戰(zhàn)之一，限制了其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。二、填空題1.質(zhì)子交換膜2.6003.活性穩(wěn)定性4.長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行5.提高能源利用效率6.效率可靠性7.電極材料電解質(zhì)材料隔膜材料組件材料8.氫氣9.理論輸出電壓實(shí)際輸出電壓10.新材料新工藝新應(yīng)用三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的基本工作原理。解析：質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）是一種以質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)的燃料電池。其基本工作原理是：氫氣在陽(yáng)極經(jīng)過催化劑分解成質(zhì)子和電子；質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極；電子通過外部電路到達(dá)陰極；在陰極，質(zhì)子和電子與氧氣結(jié)合生成水。這個(gè)過程中，化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。2.簡(jiǎn)述固體氧化物燃料電池（SOFC）的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。解析：固體氧化物燃料電池（SOFC）的優(yōu)點(diǎn)包括：直接利用多種燃料發(fā)電、能量轉(zhuǎn)換效率高、環(huán)境友好、無(wú)噪音等。缺點(diǎn)包括：工作溫度高、對(duì)燃料純度要求高、材料成本高、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)等。3.簡(jiǎn)述非貴金屬催化劑在燃料電池中的應(yīng)用前景。解析：非貴金屬催化劑在燃料電池中的應(yīng)用前景廣闊，主要是因?yàn)槠涑杀据^低、資源豐富、對(duì)環(huán)境友好。目前，非貴金屬催化劑的研究重點(diǎn)是如何提高其活性、穩(wěn)定性和抗毒化能力。未來(lái)，非貴金屬催化劑有望在燃料電池中得到廣泛應(yīng)用，降低燃料電池的成本，推動(dòng)燃料電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。4.簡(jiǎn)述燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的組成和工作原理。解析：燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)通常由燃料電池系統(tǒng)、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。其工作原理是：在低功率需求時(shí)，燃料電池系統(tǒng)提供主要的動(dòng)力；在高功率需求時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)介入提供補(bǔ)充動(dòng)力，同時(shí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以存儲(chǔ)多余的能量；在急加速等情況下，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)也可以提供額外的動(dòng)力。通過這種方式，燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的效率、降低燃料消耗和排放。四、論述題1.論述提高燃料電池耐久性的主要策略。解析：提高燃料電池耐久性的主要策略包括：改進(jìn)材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)、改進(jìn)運(yùn)行條件等。改進(jìn)材料方面，可以開發(fā)更耐腐蝕、更抗磨損、更穩(wěn)定的新型電極、電解質(zhì)和隔膜材料。優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，可以優(yōu)化電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少應(yīng)力集中，提高電池的機(jī)械強(qiáng)度。改進(jìn)運(yùn)行條件方面，可以優(yōu)化燃料電池的運(yùn)行參數(shù)，例如降低工作溫度，減少燃料電池的負(fù)擔(dān)，從而提高其耐久性。2.論述燃料電池技術(shù)在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的重要作用。解析：燃料電池技術(shù)在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中扮演著重要的角色，主要是因?yàn)槠渚哂懈咝?、低排放、燃料靈活等優(yōu)點(diǎn)。燃