燃料電池發(fā)電種類

燃料電池通常是按構(gòu)成的電解質(zhì)來分類。開發(fā)最為盛行的有4種燃料電池。各種燃料電池，特別是其動(dòng)作溫度不相同，最先進(jìn)行開發(fā)的磷酸型燃料電池（PAFC）約在200℃的溫度下動(dòng)作。相對于此，熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC）和固體氧化物燃料電池均可應(yīng)用在以石燃料為基本燃料的電廠內(nèi)，可作為電力電源來利用。高溫型燃料電池又可稱之為是通過利用其高質(zhì)量排氣，來面向復(fù)合發(fā)電的燃料電池。

由于燃料電池能將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，因此，它沒有像普通火力發(fā)電廠那樣的通過鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的能量形態(tài)變化，可避免過程中轉(zhuǎn)換損失，達(dá)到市制發(fā)電效率。此外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）部分負(fù)荷時(shí)也能保持高的效率；（2）通過與燃料供給裝置的組合，可適用范圍的燃料；（3）由于輸出功率單位由堆的輸出功率決定，故機(jī)組容量具有自由度；（4）電池本體的負(fù)荷響應(yīng)性好；（5）NOX及SOX等的排出量少，有利環(huán)保。

氫能作為一種清潔、高效、安全的新能源,被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉?。多年?世界發(fā)達(dá)國家的科研和生產(chǎn)實(shí)踐也已證明氫能是擺脫對石油依賴的最經(jīng)濟(jì)的有效能源,有關(guān)專家甚至認(rèn)為氫能將是主宰未來世界的主要能源。利用氫能的明顯好處在于:氫是宇宙中含量最豐富的元素,據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,除空氣中含有氫氣外,它主要以化合物的形態(tài)貯存于水中,而水是地球上最廣泛的物質(zhì),可以說無所不在,取之不盡、用之不竭。據(jù)推算,如把海水中的氫全部提取出來,它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9000倍2100433B

基本信息

ISBN： 9787508335889

出版時(shí)間： 2006-01-01

版　次： 1

頁　數(shù)： 323

裝　幀： 平裝

開　本： 32開

所屬分類： 圖書>>其它分類

內(nèi)容簡介

燃料電池發(fā)電是一種潔凈高效的發(fā)電技術(shù)，是國際能源領(lǐng)域研究開發(fā)的熱點(diǎn)和前沿技術(shù)，有著的發(fā)展前景?！　度剂想姵匕l(fā)電系統(tǒng)》共分八章，介紹了各種燃料電池的發(fā)展歷史和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，以及各種燃料電池發(fā)電技術(shù)的運(yùn)行業(yè)績；闡述了燃料電池發(fā)電的理論基礎(chǔ)、特點(diǎn)和應(yīng)用，燃料電池發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景；重點(diǎn)描述了用于發(fā)電的各種燃料電池（如磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池）發(fā)電技術(shù)的原理、構(gòu)成、系統(tǒng)特性及示范工程。　《燃料電池發(fā)電系統(tǒng)》可供從事燃料電池發(fā)電技術(shù)的工程科技人員和高等院校教師和學(xué)生參考。2100433B

電化學(xué)發(fā)電燃料電池工作原理

用一句簡單的話來描述，我們可以這樣說：燃料電池是把燃料和氧氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，它象電池一樣有正負(fù)極。一般的電池只能貯存電能，而它卻能源源不斷地發(fā)出電來。因此這一點(diǎn)燃料電池類似內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組，但它運(yùn)行的溫度要低得多，并且沒有或很少有轉(zhuǎn)動(dòng)部件。

電化學(xué)發(fā)電燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成

為了滿足電機(jī)或其它電器用電量的需求，不僅僅是有了電池堆就夠了。作為一個(gè)燃料電池系統(tǒng)必須要有許多其它部件，具備諸如：燃料供給、水量平衡控制、輸出功率調(diào)整、溫度壓力等參數(shù)的測控等等功能。沒有以上各部件，燃料電池不可能產(chǎn)生出可用的電能。

（1）純氫或富氫燃料供給系統(tǒng)；

（2）富氫燃料重整系統(tǒng)；

（3）氫提純系統(tǒng)；

（4）氫氣儲存系統(tǒng)；

（5）燃料電池堆；

（6）輸出能量控制調(diào)整器；

（7）電能存儲器；

（8）溫度控制系統(tǒng)；

（9）內(nèi)部測量控制系統(tǒng)。

電化學(xué)發(fā)電燃料電池系統(tǒng)的優(yōu)越性

（1）燃料電池發(fā)電時(shí)不需要內(nèi)燃機(jī)，這就意味著和一般的發(fā)電機(jī)組不一樣，這種發(fā)電設(shè)備的噪音很低，振動(dòng)很小，幾乎沒有大氣污染或溫室氣體排放。

（2）低耗電設(shè)備如：手機(jī)、便攜式電腦等，及無排放汽車所用的燃料電池，不象普通的電池那樣需要比較長周期的充電時(shí)間。另外燃料電池的燃料可貯存在本體外的存貯器內(nèi)，這樣就可以根據(jù)使用的要求去調(diào)整存貯器大小來調(diào)節(jié)使用時(shí)間。

（3）燃料電池的使用可以減少傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)可以 減少發(fā)輸配過程中的損耗。

（4）燃料電池發(fā)電的效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，燃料機(jī)組的能量轉(zhuǎn)換的效率是傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的2-4倍。

燃料電池是一種直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。從理論上來講，只要連續(xù)供給燃料，燃料電池便能連續(xù)發(fā)電，已被譽(yù)為是繼水力、火力、核電之后的第四代發(fā)電技術(shù)。

直接燃料電池發(fā)電效率高

燃料電池發(fā)電不受卡諾循環(huán)的限制。理論上，它的發(fā)電效率可達(dá)到85% ～90%，但由于工作時(shí)各種極化的限制，目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為40%～ 60%。若實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供，燃料的總利用率可高達(dá)80%以上。

直接燃料電池環(huán)境污染小

燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時(shí)，二氧化碳的排放量比熱機(jī)過程減少40%以上，這對緩解地球的溫室效應(yīng)是十分重要的。另外，由于燃料電池的燃料氣在反應(yīng)前必須脫硫，而且按電化學(xué)原理發(fā)電，沒有高溫燃燒過程，因此幾乎不排放氮和硫的氧化物，減輕了對大氣的污染。

直接燃料電池比能量高

液氫燃料電池的比能量是鎳鎘電池的800倍，直接甲醇燃料電池的比能量比鋰離子電池(能量密度最高的充電電池)高10倍以上。目前，燃料電池的實(shí)際比能量盡管只有理論值的10%，但仍比一般電池的實(shí)際比能量高很多。

直接燃料電池噪音低

燃料電池結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)部件少，工作時(shí)噪聲很低。即使在11MW級的燃料電池發(fā)電廠附近，所測得的噪音也低于55dB。

直接燃料電池燃料范圍廣

對于燃料電池而言，只要含有氫原子的物質(zhì)都可以作為燃料，例如天然氣、石油、煤炭等化石產(chǎn)物，或是沼氣、酒精、甲醇等，因此燃料電池非常符合能源多樣化的需求，可減緩主流能源的耗竭。

直接燃料電池可靠性高

當(dāng)燃料電池的負(fù)載有變動(dòng)時(shí)，它會很快響應(yīng)。無論處于額定功率以上過載運(yùn)行或低于額定功率運(yùn)行，它都能承受且效率變化不大。由于燃料電池的運(yùn)行高度可靠，可作為各種應(yīng)急電源和不間斷電源使用。

直接燃料電池易于建設(shè)

燃料電池具有組裝式結(jié)構(gòu)，安裝維修方便，不需要很多輔助設(shè)施。燃料電池電站的設(shè)計(jì)和制造相當(dāng)方便 。