大工17春《新能源发电》大作业题目及要求标准答案.pdf

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1、网络教育学院网络教育学院新能源发电课新能源发电课 程程 设设 计计题题目：目：燃料电池的利用学习中心：学习中心：层层次：次：专升本专专业：业：电气工程及其自动化年年级：级：年季学学号：号：学学生：生：辅导教师：辅导教师：康永红完成日期：完成日期：2017年 7月 2日20172017 年年 3 3 月份新能源发电课程设计月份新能源发电课程设计题目五：燃料电池的利用题目五：燃料电池的利用1燃料电池发展现状及原理1.1燃料电池发展现状燃料电池的历史可以追溯到 1839 年英国人 W.Grove 所进行的实验，他成功地进行了传统的电解水的逆反应，即在硫酸溶液中插入两个铂电极，分别向两极供应氢气和氧气

2、，结果产生了电流，发明了世界上第一个燃料电池。1889 年，英国人 Mond 和 Langer 用上述装置获得了 0.2A/cm2 的电流密度，并且首先采用了燃料电池这一概念。在以后的一段时间里由于将机械能转变为电能的电磁原理的发电机问世，人们减小了对燃料电池的兴趣，因此，燃料电池研究的进展较慢。此外，当时的材料技术水平较低以及对电极反应动力学方面的知识还没有建立，也阻碍了燃料电池的发展。直到 20 世纪 50 年代，英国人 F.Bacon 成功地开发了多孔镍电极，并制造了第一个千瓦级碱性燃料电池系统。Bacon 的研究成果是后来美国宇航局(NASA)阿波罗(Apollo)计划中燃料电池的基础

3、，并在 60 年代形成研究燃料电池的又一次高潮。燃料电池的首次实际应用是在 60 年代碱性燃料电池(AFC)作为宇宙飞船的空间电源，这是燃料电池发展的一个里程碑。此后，燃料电池向多样化方向发展。20 世纪 80 年代后，燃料电池从空间应用转入民用。进入 90 年代，燃料电池技术发展迅速，洁净电站、便携式电源进入即将商业化阶段，燃料电池动力汽车进入实验阶段(戴姆勒-奔驰、丰田等)。我国燃料电池的研究分 2 个阶段。在 60 年代-70 年代，国内曾兴起一次研究碱性燃料电池（AFC）的热潮，但在 70 年代后期全国基本上停止了燃料电池的研究。90 年代初开始，由于国外民用燃料电池的迅速发展，我国燃

4、料电池的研究又开始了第二个阶段，这一阶段国内研究的燃料电池有质子交换膜燃料电池（PEMFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。我国燃料电池的研制曾停顿 15 年是我国现在燃料电池研究水平与国外有较大差距的原因之一。我国对燃料电池研制经费的投入较少，许多单位都是依靠国家自然科学基金会的少量资助来开展工作。“八五”期间，中国科学院资助长春应化所40万元研制 PEMFC，“九五”期间，科技部、中国科学院联合投资约2500 万元，得到资助最多的大连化学物理所也只得到 1500 万元的经费。“十五”期间由于意识到发展燃料电池的重要意义，燃料电池在 973、863、国家科技攻关、自然科学基金等国家级重大影响的项目中已有大增量的投入。近年来由于科技投入增加，