第七章--新能源材料ppt课件.ppt

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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第七章新能源材料v概述v新型二次电池材料v燃料电池材料严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。能源分类能源分类一次能源二次能源(经转经转换或提炼换或提炼）可再生能源非再生能源风能，水能，太阳能，地热，海洋能，生物能化石燃料（煤，石油，天然气）铀电能，氢能，汽油，柴油等严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。能源按被利用的程度分：vv常规能源，

2、如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等；vv新能源，如太阳能、氢能、地热能、潮汐能、生物质能等，另外还有核能。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。按获得的方法分vv一次能源，即可供直接利用的能源，如煤、石油、天然气、风能、水能等；vv二次能源，即由一次能源直接或间接转换而来的能源，如电、蒸汽、焦炭、煤气、氢等，它们使用方便，易于利用，是高品质的能源。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。按能否再生分vv可再生能源，即不会随它本身的转化或人类的利用

3、而越来越少，如水能、风能、潮汐能、太阳能等；vv非再生能源，它随人类的利用而越来越少，如石油、煤、天然气、核燃料等。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。按对环境的污染分vv清洁能源，即对环境无污染或污染很小的能源，如太阳能、水能、海洋能等；vv非清洁能源，即对环境污染较大的能源，如煤、石油等。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.人类社会对能源的需求。能源是与人类社会的生存与发展休戚相关的。人类社会的发展伴随着能源消耗的增加。7.1概述表1

4、世界一次能源消费的增长率严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.能源结构发生变化。表2世界一次商品能源构成严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。世界能源消费结构的特点v半个世纪来，世界煤炭消费比例一直呈下降的趋势，70年代起石油已在世界能源消费中占第一位。v水能和核能的利用，主要表现在水电及核电的比例上。电能是现代化所必须的高级二次能源。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件

5、。19941994年年3.矿物能源面临枯竭世界化石燃料探明可采储量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。化石燃料消耗远景预测严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4.矿物燃烧造成环境污染。（SO2、CO、CO2、NO、烟尘）世界CO2排放量随时间的变化严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。世界十大严重污染城市中国占：个7!因二氧化硫排放每年经济损失1126亿元(世界银行统计超

6、过5000亿元)占全国排放比例占全国排放比例：燃煤污染物燃煤污染物SO2 85%CO2 85%NOx60%粉尘粉尘70%污污 染染 现现 状状严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。温室效应最近几十年来，地球日益变暖。地球为什么会变暖？这是由于人类大量使用能源而放出的热量使地球变暖的吗？严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。地球变暖的原因到

7、底是什么？v人类使用能源一天所放出的热量0.1 1016kJ；v地球一天从太阳获得的热量1500 1016kJ.严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。地球变暖的原因到底是什么？v太阳射向地球的光约1/3被云层、冰粒和空气分子反射回去；v约25穿过大气层时暂时被大气吸收起到增温作用，但以后又返回到太空；v其余的大约37则被地球表面吸收。这些被吸收的太阳辐射能大部分在晚间又重新发射到天空。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。地球变暖的原因到底是什么？

8、v如果这部分热量遇到了阻碍，不能全部被反射出去，地球表面的温度就会增加。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。v单原子气体和空气、氢气、氧气、氮气等分子结构对称的双原子气体实际上并无发射和吸收辐射能的能力。它们可以看作是热辐射的透明体。v二氧化碳、水蒸汽、二氧化硫、甲烷、氟利昂（制冷剂）等三原子和多原子气体则有相当的辐射和吸收能力。气体对包括太阳的各种热辐射的特性气体对包括太阳的各种热辐射的特性严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。v上述气体的辐射

9、和吸收具有明显的选择性，即它们对某些波长段有吸收和辐射能力，对该波长段以外的则不吸收。气体对包括太阳的各种热辐射的特性气体对包括太阳的各种热辐射的特性严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。图1某些气体的吸收波段严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。气体对包括太阳的各种热辐射的特性太阳表面温度约为6000K，辐射的最强波段为可见光部分，地球表面温度为288K，地表辐射波段为红外部分。从太阳发射出来的可见光（短波辐射）被地球吸收并变成低温后，向宇宙空间

10、发射的是长波的红外线。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。vCO2不吸收短波，只吸收长波，于是，地球表面吸收的太阳辐射就散不出去，从而使地表温度升高，地球变暖。v象CO2这类会使地球变暖的气体就称为温室气体（包括水蒸汽、SO2、甲烷、氟利昂等）。气体对包括太阳的各种热辐射的特性气体对包括太阳的各种热辐射的特性严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或

11、突发事件。温室效应严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。温温室室效效应应严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。温温室室气气体体的的来来源源严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。主要温室气体含量与来源严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。结论由于人类大量使用化石燃料，其排放出的CO2等温室气体对辐射的选择

12、性和吸收特性是使地球变暖的主要原因。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。5.能源应用形态有所改变。从能源的应用形态看，小型分立的可移动电源的需求量增长很快，这主要是信息技术发展的结果；特别是近年来笔记本计算机、手提电话等移动通信、摄像机、声像设备以及一些军用电子设备的发展，对电池的能量密度要求更高，并要求能够反复使用。因此，促进了高容量二次电池的发展。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。我国能源工业的突出问题v人均能源拥有量低、储备量低；v能源

13、生产和消费结构依然以煤为主；v能源利用效率低；v环境污染严重严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。解决我国能源问题的措施1、积极开发利用新能源积极开发利用新能源；2、提高能源利用率；3、努力改善能源结构；4、加速实施洁净煤技术；5、合理利用石油和天然气；严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。新能源：太阳能、生物质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源和二次能源中的氢能氢能。新能源的开发一方面靠利用新的原理来发展新的能源系统，另一方面靠材料的开发与应

14、用，使新系统得以实现，并提高效率，降低成本。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(7)新材料的几个作用：新材料把原来习用已久的能源变为新能源。如：半导体材料把太阳能有效地直接转变为电能；燃料电池能使如：半导体材料把太阳能有效地直接转变为电能；燃料电池能使氢与氧反应而直接产生电能，代替过去利用氢气燃料获得高氢与氧反应而直接产生电能，代替过去利用氢气燃料获得高温。温。一些新材料可提高储能和能力转化效果如：镍电池、锂离子电池等都是靠电极材料的储能效果和能量转如：镍电池、锂离子电池等都是靠电极材料的储能效果和能量转化功能而发展

15、起来的新型二次电池。化功能而发展起来的新型二次电池。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。新材料决定着核反应堆的性能与安全性。材料的组成、结构、制作、加工工艺决定着投资与运行成本。如：太阳电池材料决定着光电转换效率；太阳电池材料决定着光电转换效率；燃料电池的电极材料决定着电池的质量和燃料电池的电极材料决定着电池的质量和 寿命；寿命；材料的制备工艺又决定着能源的成本。材料的制备工艺又决定着能源的成本。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.2 新型

16、二次电池新型二次电池严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。其中铅酸电池和镉镍电池是早已广泛应用的二次电池，但是比能量都很低；另外，铅和镉都是有毒金属，对环境的污染问题严重。新型的二次电池性能优良，可循环使用，对环境的污染较小，避免了上述弊病。因此，发展高比能量、无污染的新型二次电池受到科技界和产业界的重视。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Ni/Cd、Ni/MH、LIB电池的主要性能对比严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。

17、做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。新型二次电池发展的新型二次电池发展的推动力推动力：v天然能源（石油、煤）在不断消耗，终将枯竭，寻求新能源的呼声愈来愈高。v环境保护的呼声愈来愈高。（无毒、无污染）v信息技术的发展要求电池小型化、轻型化、长的服务时间和工作寿命。v航天领域和现代化武器对轻质高能二次电池的需求非常迫切。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。新型二次电池的研究重点：1）储氢材料及金属氢化物镍电池；2)锂离子嵌入材料及液态电解质锂离子电池；3)聚合物电解质锂蓄电池或锂离子电池。严格执行突发事件

18、上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.2.2NiMH二次电池二次电池产生：20世纪60年代末，储氢合金的发现。储氢合金在吸放氢的过程中伴有电化学效应、热效应等。1974年开始储氢合金作为二次电池的负极材料的研究。1984年解决了合金冲放电过程中容量衰减迅速的问题。1987年试生产。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1）工作原理）工作原理严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。从图可以看

19、出：v利用氢的吸收和释放的电化学可逆反应；v正电极采用氧化镍物质，负电极采用吸收氢的合金；v电解质由水溶液组成，其主要成分为氢氧化钾。KOH电解质不仅起离子迁移电荷作用，而且参与了电极反应。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2）电极材料电极材料v正极材料球形Ni(OH)2正极材料Ni(OH)2是涂覆式NiMH电池正极使用的活性物质。电极充电时Ni(OH)2转变成NiOOH，Ni2+被氧化成Ni3+放电时NiOOH逆变成Ni(OH)2，Ni3+还原成Ni2+。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做

20、到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。v负极材料储氢合金(MH)用于NiMH电池负极材料的储氢合金应满足下述条件：(a)电化学储氢容量高；(b)在热碱电解质溶液中合金组分的化学性质相对稳定；(c)反复充放电过程中合金不易粉化；(d)合金应有良好的电和热的传导性；(e)原材料成本低廉。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3）结构）结构圆柱形NiMH电池的结构示意严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。图图88NiMH电池典型的温度曲线严

21、格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4 4）发展优势发展优势(a)能量密度高；(b)无镉污染，是绿色电池；(c)可以大电流快速充放电；(d)NiMH电池的工作电压也是1.2V，与NiCd电池具有互换性等独特优势。在小型便携式电子器件中获得了广泛应用，在电动工具、电动车也正在逐步得到应用。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。使用镍氢电池的电动助力车使用镍氢电池的电动助力车绿色环保的镍氢电池绿色环保的镍氢电池严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度

22、等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。氢能开发，大势所趋氢能开发，大势所趋X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X氢的热值高，燃烧产物是水零排放，无污染，可循环利用X氢能的利用途径多燃烧放热或电化学发电X氢的储运方式多气体、液体、固体或化合物严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。实现氢能经济的关键技术v廉价而又高效的制氢技术v安全高效的储氢技术开发新型高效的储氢材料和安全的储氢技术是当务之急v车用氢气存储系统目标：IEA:质量储氢容量5%;体积容量50kg(H2)/m3DO

23、E:6.5%,62kg(H2)/m3不同储氢方式的比较气态储氢：1)能量密度低2)不太安全1)液化储氢：1)能耗高2)对储罐绝热性能要求高不同储氢方式的比较固态储氢的优势：1)体积储氢容量高2)无需高压及隔热容器3)安全性好，无爆炸危险4)可得到高纯氢，提高氢的附加值严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。体积比较体积比较严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.2 氢含量比较氢含量比较严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及

24、时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。储氢材料技术现状v3.1金属氢化物v3.2配位氢化物v3.3纳米材料严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。金属氢化物储氢特点v反应可逆v氢以原子形式储存，固态储氢，安全可靠v较高的储氢体积密度Abs.Des.M+x/2H2MHx+H 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Position for H occupied at HSM Hydrogen on Tetrahedral Sites Hydro

25、gen on Octahedral Sites严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.1金属氢化物储氢目前研制成功的：稀土镧镍系钛铁系镁系钛/锆系严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。稀土镧镍系储氢合金稀土镧镍系储氢合金v典型代表：LaNi5,荷兰Philips实验室首先研制v 特点：活化容易平衡压力适中且平坦，吸放氢平衡压差小抗杂质气体中毒性能好 适合室温操作v 经元素部分取代后的MmNi3.55Co0.75Mn0.47Al0.3(Mm混合稀土

26、，主要成分La、Ce、Pr、Nd)广泛用于镍/氢电池严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。钛铁系典型代表：TiFe，美Brookhaven国家实验室首先发明价格低室温下可逆储放氢易被氧化活化困难抗杂质气体中毒能力差实际使用时需对合金进行表面改性处理严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。TiFealloyCharacteristics:vtwohydridephases;vphase(TiFeH1.04)&phase(TiFeH1.95)v2.13T

27、iFeH0.10+1/2H22.13TiFeH1.04v2.20TiFeH1.04+1/2H22.20TiFeH1.95严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。镁系典型代表：Mg2Ni，美Brookhaven国家实验室首先报道储氢容量高资源丰富价格低廉放氢温度高（250300）放氢动力学性能较差改进方法：机械合金化加TiFe和CaCu5球磨，或复合严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。钛/锆系v具有Laves相结构的金属间化合物v原子间隙由四面体构成

28、，间隙多，有利于氢原子的吸附vTiMn1.5H2.5日本松下（1.8）vTi0.90Zr0.1Mn1.4V0.2Cr0.4v活性好v用于：氢汽车储氢、电池负极Ovinic严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。配位氢化物储氢v碱金属（Li、Na、K）或碱土金属（Mg、Ca）与第三主族元素(B、Al)形成v储氢容量高v再氢化难(LiAlH4在TiCl3、TiCl4等催化下180，8MPa氢压下获得5的可逆储放氢容量)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件

29、。纳米碳管储氢-美学者Dillon1997首开先河单壁纳米碳管束TEM照片多壁纳米碳管TEM照片严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。纳米碳管电化学储氢严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。氢能离我们还有多远？E氢能作为最清洁的可再生能源，近10多年来发达国家高度重视，中国近年来也投入巨资进行相关技术开发研究E氢能汽车在发达国家已示范运行，中国也正在筹划引进E氢能汽车商业化的障碍是成本高，高在氢气的储存E液氢和高压气氢不是商业化氢能汽车安全性和成本

30、E大多数储氢合金自重大，寿命也是个问题；自重低的镁基合金很难常温储放氢、位氢化物的可逆储放氢等需进一步开发研究,E碳材料吸附储氢受到重视，但基础研究不够，能否实用化还是个问号氢能之路前途光明，道路曲折！严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.2.3 锂离子二次电池锂离子二次电池由于其工作电压与重量能量密度优于常用的镍镉电池(Ni/Cd)与Ni/MH电池，又无记忆效应及环保问题(锂离子电池的金属含量最低)，因此成为目前商业开发二次电池的主流；还以其薄形化及形状有高度的可塑性等特点，因此符合电子产品轻、薄、短、小的要求，所

31、以备受各国科学家及电池业的重视，发展极快。锂离子电池被人们称为“绿色环保能源”和“跨世纪的能源革命”。锂离子电池是照相机、电子手表、计算器、各种具有储存功能的电子器件或装置的理想电源。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(1)工作原理工作原理 正极反应 LiCoO2CoO2+Li+e负极反应 Li+e+C6LiC6电池反应 LiCoO2+C6CoO2+LiC6充电时：锂离子从正极中脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到负极中；放电时：锂离子由负极中脱嵌，通过电解质和隔膜，重新嵌入到正极中。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批

32、制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。锂电池的正负极反应是一种典型的嵌入反应，因此锂电池又称为摇椅电池，意指电池工作时锂离子在正负极之间可以摇来摇去。由于锂离子在正、负极中有相对固定的空间和位置，因此电池充放电反应的可逆性很好，从而保证可电池的长循环寿命和工作的安全性。NOKIANOKIA手机使用的锂离子电池手机使用的锂离子电池严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。负极材料v碳石墨材料石墨、焦炭、炭纤维、MCMBv金属氧化物氧化锡、氧化亚锡v纳米金属及金属间化合物Si,SnAl,In,

33、Zn,Ge严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。石墨类炭材料具有以下嵌锂特性：1）嵌锂容量高，其锂论容量为372mAh/g。2）嵌锂电位低且平坦，为锂离子电池提供高而平稳的工作电压。3）容量受溶剂的影响程度较大，与有机溶剂的相容能力差。目 前 用 石 墨 作 炭 负 极 的 生 产 制 造 商 主 要 有Panasonic（松下），Sanyo（三洋），Varta（瓦尔塔）等公司。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。金属氧化物金属氧化物锡的氧化物包

34、括氧化亚锡、氧化锡及其混合物都具有一定的可逆储锂能力,可达500mAh/g以上,但首次不可逆容量大,循环衰减快。通过改进制备工艺条件以及通过向锡的氧化物中掺入B、P、Al及金属元素的方法可使不可逆容量和循环性能得到改善,但仍有待进一步改进和提高。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。纳米金属及金属间化合物纳米金属及金属间化合物合金类负极材料一般高的比容量，典型的如Si、Sn、Al、In、Zn、Ge等，其中金属锡的理论比容量为990mAh/g，硅为4200mAh/g，远高于碳石墨的372mAh/g。但锂反复的嵌入脱出导致合

35、金类电极在充放电过程中体积变化较大,逐渐粉化失效，因而循环性能很差。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。正极材料层状结构的LiCoO2具有层状结构的LiCoO2，由于其合成工艺简单，电化学性质稳定等优势，所以率先进入市场，并在目前的锂离子二次电池市场中占据主导地位。LiCoO2二维层状结构属于a-NaFeO2型，适合于锂离子嵌入和脱嵌。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。LiMO2层状结构严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度

36、。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。锂离子电池正极材料性能比较严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.3 燃料电池燃料电池燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。优点：不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；排放出的有害气体(SOx，NOx)极少；无噪声污染。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术，可用于发电、热电联供、交通、空间宇航等领域。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关

37、规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。燃料电池发展：燃料电池发展：v碱式燃料电池（AFC)v磷酸型燃料电池(PAFC)v熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)v固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池(SOFC)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.3.1固体氧化物燃料电池v具有一般燃料电池高效与环境友好的优点；v无电解液腐蚀和流失问题；v无需采用贵金属电极，成本大大降低v能量综合利用效率高v燃料适用范围广严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪

38、行为或突发事件。7.3.2.工作原理O2+4e2O2-2O2-+2H2-4e2H2O4O2-+CH4-8e2H2O+CO2电池的总反应是:2H2+O22H2OCH4+2O22H2O+CO2严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.3.3电池材料SOFC组成部分：v阴极材料v阳极材料v固体电解质v连接材料严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.3.4 发展趋势发展趋势SOFC在高温下工作使得材料选用大大受限，同时，高温下电极与固体电解质反应而使电池

39、性能显著下降以及一系列难于解决的工程问题等。虽经多年努力，仍未实现实用化。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。若能将电池温度降低到约700（600800），不仅能提高电极的稳定性，选用较廉价的材料（如以不锈钢做连接体材料、Ag等金属做电极材料），降低电池对材料的依赖及成本,减小热应力，提高电池的稳定性，延长电池寿命，更重要的是有利于SOFC的规模化和民用化。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.3.5 燃料电池的应用前景燃料电池的应用前景 以

40、目前容量最大的燃料电池发电厂为例，当使用天然气为燃料时，不但只排出极其微量的氮化物及二氧化硫，而且其转换效率可达40以上。若再配合热电联供技术，利用所回收的废热，则效率可超过80，且发电厂的噪声低于55dB。燃料电池不但可以给人类一个更美好的生态环境，还能解决输送电能带来的高成本问题。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1990年，美国清洁空气法首次提出电动汽车概念，这种汽车用电池驱动，燃料电池将最终成为电动汽车的动力源。2002.12.4 日本首台燃料电池汽车上市。将氢气填充在车内配置的高压罐内，充满1次即可行驶大约

41、300公里，最高时速可达155公里。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。我国首条我国首条氢氢燃料电池公交示范线，燃料电池公交示范线，20062006年年6 6月开始运行于北京中月开始运行于北京中关村附近，票价关村附近，票价2 2元。由奔驰公司生产，每辆价值元。由奔驰公司生产，每辆价值180180万美元。万美元。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。克莱斯勒“新电力车4代”的概念车可乘坐5个人，装足燃料后可行驶450公里，最高时速达每小时145公里

42、。这一技术突破的重要性类似于计算机技术中的微芯片取代晶体管。但汽车制造商要使燃料电池汽车实现商业化还需克服许多障碍，如燃料电池的成本太高，其作动力的汽车重量太重等等。按照目前的技术，光是燃料电池设备的制造成本就达3万美元，是汽油引擎成本的10倍之多。而“新电力车4代”的重量比同样大小的使用汽油引擎的汽车多500公斤。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。美国通用汽车展示了新型燃料电池车“Hydrogen3”严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。燃料

43、电池收藏于发动机室严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3737届东京车展届东京车展届东京车展届东京车展丰田燃料电池概念车丰田燃料电池概念车严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。燃料电池在舰艇上的应用v燃料电池用作舰载电池，用多个燃料电池分别为不同的舰载系统供电，避免一旦集中式供电系统受损全舰都无法工作。它的特点是标准化、低噪音、无振动，而且操作简单、易维护，可以减少舰上人员。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、

44、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。潜艇采用燃料电池AIP（AirIndependentPropulsion）系统后，其红外特征很小红外特征很小，向海水辐射的能量很少；基本基本不向艇外排放废物不向艇外排放废物；能够进行超安静运行能够进行超安静运行，这些特性使得使得潜艇的隐蔽性大大提高潜艇的隐蔽性大大提高，具有极强的“隐形”作战能力。AIP重量轻、体积小、功率密度高的优点可扩大仓容，扩大仓容，增强潜艇的灵活性和战斗力。它的低噪声、无污染的优点增强潜艇的灵活性和战斗力。它的低噪声、无污染的优点能改善艇员生活条件。能改善艇员生活条件。AIP系统对提高潜艇的隐蔽性和作战灵活性具有重要的军事意义。严

45、格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。德国在德国在HDWHDW基尔船厂将世界上第一艘现代非核潜艇命名为基尔船厂将世界上第一艘现代非核潜艇命名为U31U31号。新式潜艇在水下巡游数周时间而不必升出水面，而常号。新式潜艇在水下巡游数周时间而不必升出水面，而常规柴电潜艇巡游两天时间就会用尽电能。此外，燃料电池没有规柴电潜艇巡游两天时间就会用尽电能。此外，燃料电池没有噪音，而且不会放出热量；这些因素有助于潜艇不会被发现。噪音，而且不会放出热量；这些因素有助于潜艇不会被发现。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。

46、做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。东芝于东芝于20032003年年3 3月月4 4日发表了日前试制成功的笔记本电脑日发表了日前试制成功的笔记本电脑燃料电池。平均输出功率为燃料电池。平均输出功率为1212W W，最大输出功率可达最大输出功率可达2020W W，5050mlml的电池可以驱动笔记本电脑工作约的电池可以驱动笔记本电脑工作约5 5个小时，个小时，100100mlml的电的电池则可以驱动约池则可以驱动约1010个小时。个小时。“严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。日本芯片和电脑制造巨头NEC公

47、司宣布，已开发出一种小型燃料电池，能大幅度延长电池寿命。能使笔记本电脑连续运行40小时，比一般锂电池寿命高10倍。NEC打算2004年在市场测试一次使用时间5小时的内置式笔记本电脑燃料电池。燃料电池与常规电池不同，无须充电，但需要充氢来保持正常运行。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。新型燃料电池能使笔记本电脑连续运行40小时，比一般锂电池寿命高10倍。燃料电池与常规电池不同，无须充电，但需要充氢来保持正常运行。燃料电池用于笔记本电脑严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处

48、理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。7.4 7.4 太阳能的利用太阳能的利用v太阳能利用涉及的技术问题很多，但根据太阳能的特点，具有共性的技术主要有四项，即太阳能采集、太阳能转换、太阳能贮存和太阳能传输，将这些技术与其它相关技术结合在一起，便能进行太阳能的实际利用-光热利用、光电利用和光化学利用。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理

49、各类违纪行为或突发事件。太阳能传输 v太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输，而是应用光学原理，通过光的反射和折射进行直接传输，或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。太阳能直接传输v直接传输适用于较短距离，基本上有三种方法：v通过反射镜及其它光学元件组合，改变阳光的传播方向，达到用能地点；v通过光导纤维，可以将入射在其一端的阳光传输到另一端，传输时光导纤维可任意弯曲；v采用表面镀有高反射涂层的光导管，通过反射可以将阳光导入室内。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相

50、关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。太阳能间接传输v间接传输适用于各种不同距离。v将太阳能转换为热能，通过热管可将太阳能传输到室内；v将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料，通过车辆或管道等可输送到用能地点；v空间电站将太阳能转换为电能，通过微波或激光将电能传输到地面。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。光电转换利用太阳能光电转换利用太阳能 v即通过半导体材料直接将太阳辐射能转变为电能(直流电)。v目前太阳能电池的种类主要有硅、硫化镉、砷化镓等电池。v电池技术较成熟，主要用于航天、无人灯塔、