燃料电池备课讲稿
➢第一个实用的燃料电池装置 1889年,L.Mond和nger两位化学家首先提出“燃料电池” 一词。后来又尝试用空气与工业煤气分别取代氧气与氢气,从 而制造出了世界上第一个实用的燃料电池装置。
➢一个重要的改良 1932年,剑桥大学的培根博士A.Schmid所提出的多孔结构的气 体扩散电极概念而开发出双孔电极,并将Mond和Longer所发明 的装置加以改良。最终在1959年真正制造出了一台5kW的燃料 电池。为现代燃料电池的商业化奠定了基础。
国外的发展情况
美国 20世纪60年代和70年代,美国首先将燃料电池用于航天,作为航天飞机的 主要电源。此后,美国等西方各国将燃料电池的研究转向民用发电和作为 汽车、潜艇等的动力源。在北美,各大汽车公司加入了美国政府支持的国 际燃料电池联盟,各公司分别承担相应的任务,生产以新的燃料电池作动 力的汽车。美国通用汽车公司在美国能源部的资助下,推出了以质子交换 膜燃料电池(PEMFC,也称为离子交换膜燃料电池或固体高聚合物电解质燃 料电池)和蓄电池并用提供动力的轿车。美国福特汽车公司现已研制出从汽 油中提取氢的新型燃料电池,其燃料效率比内燃机提高1倍,而产生的污染 则只有内燃机的5%。
➢2004年5月,“超越二号”完成,性能比一代大幅提升。 ➢2006年6月,“超越三号”获国家电动汽车重车大赛”中获得两项第一。
“楚天一号”
➢武汉理工大学与东风汽车公司联手研发的25kW氢燃料电池作为动力 的新型轿车。 “楚天一号”的燃料电池发动机具有功率高、响应速 度快、输出功率强的特点,最高时速超过100公里,其体积接近于传 统发动机,完全适于安装在轿车前舱。该车具有完全独立的自主知识 产权,其整车达到国内先进水平,与国际水平同步。
年份 1838 1839 1889 1902 1923 1932 1959
1960 1962
燃料电池发展年鉴
开发情况 C.F.Schonbein发现燃料电池原理 William R.Grove发明燃料电池(当时称“气体电池”) L.Mond和nger将“气体电池”正名为“燃料电池” Reid提出碱性燃料电池 Schmid提出气体扩散电极概念 Heise开发出以蜡为疏水剂的疏水电极 Bacon开发出可以工作的6kW碱性燃料电池 Allis-chalmers公司开发出碱性燃料电池农用拖拉机 GE公司,Grubb和Niedrach开发出Grubb-Niedrach燃料电池 GE公司,Gemini Space Mission应用高分子电解质燃料电 池于双子星太空任务
开发了常压质子交换膜燃料电池发动机,技术性能达国际先进水平。 ➢承担的中科院知识创新工程重大项目“大功率燃料电池氢源技术”取
得重大进展,75千瓦级大功率甲醇转化制氢燃料电池氢源系统成功 运行,使其在该领域的技术研发持续保持国内领先地位并处于国际前沿。
“超越”燃料电池汽车
➢2003年8月,装载第一代燃料电池发动机的“超越一号”问世,也是 国内首台燃料电池轿车。
年份
发展情况
1965
应用Teflon(聚四氟乙烯树脂)于疏水气体扩散电极 P&W公司,Apollo Space Mission应用碱性燃料电池于阿波罗太 空任务
1972
杜邦公司开发出Nafion质子交换膜
1967~1976 惠普公司主导“目标”的磷酸燃料电池开发项目
1981~1992 “月光计划”中日本首度执行燃料电池开发计划
1992 1993 1998 2002
JPL首度将Nafion膜应用于直接甲醇燃料电池 加拿大巴德拉公司推出质子交换膜燃料电池电动汽车
CaFCP(加州燃料电池伙伴联盟)成立 丰田、本田一出租方式正式推出燃料电池乘客车 美国政府推出“自由车”燃料电池电动车发展计划
2003
美国政府推出“自由燃料”氢能发展计划
日本 在日本燃料电池系统发展中丰田公司处于领先地位。丰田的目标是开发能 量转换效率达到传统汽油机2.5倍的燃料电池,且能和现用的汽(柴)油汽车 一样方便地添加燃料。日本还在1981年开发了熔融碳酸盐燃料电池(MCFC), 随后又研制了磷酸燃料电池(PAFC),1992年又开发了比功率高、工作温度低、 结构紧凑和安全可靠的PEMFC。
燃料电池的基本介绍、 原理及应用
演讲人:
燃料电池
主要内容
发展历史 工作原理
分类 应用
产生
发展 碱性燃料电池
固体氧化物燃料电池 熔融碳酸盐燃料 磷酸盐燃料电池
质子交换膜燃料电池 直接甲醇燃料电池
现状及前景
燃料电池的诞生及发展
燃料电池的定义:燃料电池的名称是由L. Mond和C. Langer两位化 学家首先提出的,它是一种以氢为主要燃料,把燃料中的化学能 通过电化学反应直接变换成电能的高效、低污染、无噪声的发电 装置。
欧洲 在欧洲燃料电池的开发中德国的西门子和意大利的De No公司处于领先 水平。德国奔驰公司和西门子公司合作于1996年推出了装有PEMFC的 NECARll小客车。 法国也开发出使用“运程”燃料电池的电动汽车“Fever”,它以低温储存 的氢和空气作燃料,发电功率达20kW,电压为90V,且采用先进的电子控 制系统对电力系统进行控制,并把制动时产生的能量储存在蓄电池里, 以备汽车起动或加速时使用。
中国研究开发进展
中科院大连物理化学研究所
➢中科院大连物理化学研究所牵头在全国展开了质子交换膜燃料电池 的材料和电池系统的研究,并组装了多台各种功率(1~25千瓦)的 电池组和电池系统。
➢成功研制100千瓦燃料电池发动机。 ➢国内首个管型中温固体氧化物燃料电池堆。 ➢在燃料电池核心部件膜电极三合一制造技术研究领域取得新突破,
一、燃料电池发展重要事件
➢燃料电池的起源 追溯到19世纪初,瑞典科学家Schonbein教授于1838年 首先发现了燃料电池的化学效应,接着英国的Grove爵 士于1839年发明了“气体电池”。
Grove的实验设想来源于水的电解 实验,他设想将电解实验逆转过来, 然氢、氧反应就可以产生电流,左 图即为验证的实验装置。