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中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学与工程学院 磷酸燃料电池演示文稿 当前第1页\共有42页\编于星期一\8点  氢能被提上人类未来能源的议程是大势所趋。众所周知，当今世界，为了解决能源短缺、环境污染日益严重和经济持续发展等问题，洁净的新能源和可再生能源的开发已是迫在眉睫。对我国来说，交通运输的能耗所占比重愈来愈大，与此同时，汽车尾气污染已经成为大气污染特别是城市大气污染的最重要因素。?? 当前第2页\共有42页\编于星期一\8点 由此可以看出，寻找新的洁净能源无论对整个世界还是对我国的可持续发展都有着特别重要的意义。 氢能作为一种洁净的可再生能源，同时又具有可储可输的特点，从长远上看，它的发展可能带来能源结构的重大改变，而在目前它是一种理想的低污染或零污染的车用能源，国际上公认在不远的将来氢燃料汽车将是解决城市大气污染的最重要途径之一。因此，氢能作为解决当前人类所面临困境的新能源而成为各国大力研究的对象便是情理之中的事了。 当前第3页\共有42页\编于星期一\8点 氢能开发，大势所趋 氢是自然界中最普遍的元素，资源无穷无尽－不存在枯竭问题 氢的热值高，燃烧产物是水－零排放，无污染 ，可循环利用 氢能的利用途径多－燃烧放热或电化学发电 氢的储运方式多－气体、液体、固体或化合物 当前第4页\共有42页\编于星期一\8点 氢气利用与燃料电池 ①氢像电一样可以从任何能源中得到，包括可再生的能源；②氢可以由电获得并以相对高的效率转换成电，一些由太阳能直接得到氢的技术已经成功；③获取氢的原材料是水，资源丰富，由于氢使用后的产物是纯水或水蒸气，因此氢是完全可再生的燃料；④氢可以以气态（便于大规模储存）、液态（便于航空航天应用）或以金属氢化物（便于机动车和别的相对小的规模储量需求）形式储存；⑤氢能够借助于管道和钢瓶进行长距离运输（大多数情况下比电更经济和有效）；⑥氢可通过催化燃烧、电化学转换和氢化物，比任何其他燃料有更多的方法和更高的效率转换成为其他形式的能源；⑦氢是对环境无害的能源。 当前第5页\共有42页\编于星期一\8点 氢能 “喝”氢的汽车 当前第6页\共有42页\编于星期一\8点 当前第7页\共有42页\编于星期一\8点 当前第8页\共有42页\编于星期一\8点 燃料电池的概念是由蒙德(Mond)和莱格(Langer)于1889年首先提出来的。就在这时内燃机问世了，内燃机的发明使人们对燃料电池的兴趣推迟了60年。 1959年培根研制成功氢氧燃料电池，他对燃料电池的研究工作，奠定了燃料电池发展的基础。20世纪60年代，随着航天技术的发展，美国对培根氢氧燃料电池进行了改进，并分别于1965年和1966年成功的将其应用于双子星座和阿波罗飞船上，为其提供电力。 　　20世纪70年代，因中东战争导致两次世界性石油危机，80年代美国、加拿大、日本和欧洲等的世界发达国家投入大量人力和财力研究开发燃料电池，在90年代燃料电池实现燃料技术上的真正突破，佳能、松下、三星、东芝都发布了自己的产品，燃料电池进入了应用阶段。 燃料电池 当前第9页\共有42页\编于星期一\8点 由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。它是利用氢和氧生成水的过程来产生电力的一种装置。 燃料电池：被称为连续电池，它在等温条件下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转变为电能。燃料电池在反应过程中不涉及燃烧，能量交换效率不受卡诺循环的限制。 工作原理: 通过物质发生化学反应时连续地向其供给活物质(起反应的物质)--燃料和氧化剂, 促使物质发生化学反应时释出的能量直接将其转换为电能。 当前第10页\共有42页\编于星期一\8点 具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。 工作时向负极供给燃料(氢H2)，向正极供给氧化剂(空气O2)。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。 燃料电池的用途: 电动车交通工具（动力车及军舰等）,便携式电源、发电厂及工作电站等 当前第11页\共有42页\编于星期一\8点 燃料电池的应用 1、军事上的应用 军事应用应该是燃料电池最主要，也是最适合的市场。高效，多面性，使用时间长，以及宁静的工作，这些特点极适合于军事工作对电力的需要。燃料电池可以以多种形态为绝大多数军事装置，从战场上的移动手提装备到海陆运输提供动力。 在军事上，微型燃料电池要比普通的固体电池具有更大的优越性，其增长的使用时间就意味着在战场上勿