燃料电池专业知识培训免费下载

燃料电池专业知识第一章 燃料电池原理和构成什么是燃料电池定义：燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料氧化剂电能其他？Fuel CellHydrogenOxygenWaterElectric powerHeatPEMFC 原理PEM fuel cellCathode ReactionO2 + 4H+ + 4e-  2H2OAirAnodeCathodee-Membrane Electrode AssemblyGas Diffusion LayerGas Diffusion LayerH2Bipolar plateBipolar plateLoadH+Anode Reaction2H2  4H+ + 4e-NISTPlatinumCatalystCarbonblack构成NREL质子交换膜PEM(proton exchange membrane) 作用：电解质，传导质子，隔离反应气体 要求：稳定不降解，高效传导质子，不传电子，气体渗透系数低，溶胀系数小，强度高 材料： Nafion Dow膜，复合膜，BaM3G膜；催化层CL(Catalyst layer) 作用：燃料电池反应关键，催化剂以及催化剂载体形成的薄层； 要求：导电性好，载体耐蚀，催化活性大； 材料：Pt/C 载体材料C：纳米颗粒碳，碳纳米管，碳须 最先进的技术是3M的催化剂“小麦”种植技术; 催化剂最先进的是“壳核”结构气体扩散层GDL(gas diffusion layer) 作用：传质，导电，传热，支持催化层，导水 要求：高孔隙率，接触电阻小，内阻小，导热好，稳定性高不降解，强度高 材料：石墨化碳纸或碳布流场板FP（Flow Plate） 对于水冷流场，又称为双极板Bipolar-plate 作用：气体分配，集流，导热，密封 要求：重量小，高电导，高热导，耐腐蚀，耐压，低成本 材料：石墨，合金第二章 燃料电池特性和参量FC特性 表征参量 平均单节电压 电流密度 操作温度 反应气体压力 运行的需求： 阴极氧气； 阳极氢气 膜中含水FC失效特性 饥饿 在反应腔内缺少气体 水淹 过大电流 串漏 双极板串漏 MEA串漏FC参量 动力学极化 由催化剂决定，是无法避免的电化学特性（电化学平衡） 欧姆极化 线性损失由：电子传导和质子传导阻力导致； 即接触电阻、电阻和PEM质子传输速度； 传质极化 气体向催化剂表面扩散的速度决定；同时受排水速度影响FC参量—外界条件影响（温度）FC参量—外界条件影响（湿度）FC参量—外界条件影响（气体成分）FC参量—外界条件影响（气体成分）FC参量—外界条件影响（气体成分）第三章 燃料电池系统设计设计思路 根据动力需求和能量匹配选择合适...