1、燃料電池,燃料電池（full Cell）是一種將持續(xù)供給的燃料和氧化劑中的化學(xué)能連續(xù)不斷地直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置。 燃料電池在原理和結(jié)構(gòu)上和普通電池（battery）完全不同。燃料電池的活性物質(zhì)是存儲在電池之外，只要不斷地供給燃料和氧化物就一直能發(fā)電，因而容量是無限的。而電池的容量是有限的，活性物質(zhì)一旦消耗完，電池的壽命就終止。,1.燃料電池的概述,燃料電池將其初始的能源轉(zhuǎn)化成電子流而產(chǎn)生電能。,1.1燃料電池的工作原理,步驟： 1.反應(yīng)物輸入 2.電化學(xué)反應(yīng) 3.離子通過電解質(zhì)傳導(dǎo)，電子通過外電路傳導(dǎo)。 4.反應(yīng)物從燃料電池中排出。,燃料電池截面示意圖,1.1燃料電池的工作原理,燃料電池

2、在酸性電解質(zhì)和堿性電解質(zhì)下工作的對比,1.1燃料電池的工作原理,根據(jù)其電解質(zhì)的不同，燃料電池可分為5大類型： 1. 聚合物電解質(zhì)膜燃料電池（PEMFC） 2.磷酸鹽燃料電池（PAFC） 3.堿性燃料電池（AFC） 4.熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC） 5.固體氧化物燃料電池（SOFC）,1.2燃料電池的分類,1.2燃料電池的分類,發(fā)電效率高 環(huán)境污染小 比能量高 噪音低 燃料范圍廣 負(fù)載調(diào)節(jié)靈活，可靠性高,1.4燃料電池的優(yōu)點(diǎn),定義：對燃料電池反應(yīng)過程的研究。 目的：解釋燃料電池的反應(yīng)過程如何導(dǎo)致性能損失。,2.燃料電池反應(yīng)動力學(xué),活化能壘,闡述電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流隨活化過電勢的變化。,Butl

3、er-Volmer方程,由圖可以看出，如果我們想從電池中獲得更多電流，就必須以損失電壓為代價(jià),Butler-Volmer方程函數(shù)曲線,影響燃料電池性能的因素,活化過電勢對燃料電池性能的影響,如何改善動力學(xué)性能,質(zhì)子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell，英文簡稱PEMFC)是一種燃料電池，在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和質(zhì)子交換膜組成。其電解質(zhì)是由一種質(zhì)子導(dǎo)體聚合電解膜構(gòu)成。,3.質(zhì)子交換膜燃料電池,電解質(zhì)膜非常薄 電解質(zhì)膜兩邊是一層薄的催化劑和多孔的碳電極支撐材料。 形成 電極-催化劑-膜-催化劑-電極 結(jié)構(gòu)。,PEMFC的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)示意圖,優(yōu)點(diǎn)： 1.在所有燃料電池類型中功率密度最高； 2.有好的開關(guān)能力； 3.低溫度工作環(huán)境使之適合便攜式應(yīng)用。 缺點(diǎn)： 1.電池材料成本高； 2.需要良好的動態(tài)水管理； 3.對CO和S的容忍度很差,PEMFC的優(yōu)缺點(diǎn),2017年10月12日，陸地方舟新型氫電混合燃料電池客車在第十二屆深圳國際物流與交通運(yùn)輸博覽會(簡稱“物博會”)上正式發(fā)布，新車為8.3米考斯特車型，加氫5分鐘，充電12分鐘，續(xù)航可達(dá)550km，該車也是我國發(fā)布的首臺8米考斯特車型氫燃料電池客車。,4.燃料電池的應(yīng)用,垂直起降長續(xù)航燃料電池監(jiān)測無人機(jī)亮相2017智慧城市峰會。 16 公斤