在我們生活的世界中,各種各樣形形色色的事物和現(xiàn)象,其中都必定包含著"科學(xué)"的成分。在這些成分中,有些是你所熟知的,有些是你未知的,有些是你還一知半解的。面對未知的世界,好奇的你是不是有很多疑惑、不解和期待呢?!"形形色色的科學(xué)"系列,把我們生活和身邊方方面面的科學(xué)知識,活靈活現(xiàn)、生動有趣地展示給你,讓你在暢快閱讀中收獲這些鮮活的科學(xué)知識!愉快輕松的閱讀、讓你拿起放不下的有趣科學(xué)知識,盡在"形形色色的科學(xué)"系列!燃料電池,一個我們既熟悉又陌生的新事物。使用它,就可以通過氫氣和氧氣高效率地獲得電能,這種高效而又清潔的新技術(shù),會繼石油燃料之后,成為能源界的后起之秀嗎?一起來看看燃料電池帶來的優(yōu)質(zhì)能源和美好生活吧!
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目錄
第1章 什么是燃料電池
001 燃料電池反應(yīng)與水的電解反應(yīng)互為逆反應(yīng),燃料電池通過氫氣和空氣的反應(yīng)產(chǎn)生電能 002
002 燃料電池的反應(yīng)是指從燃料直接產(chǎn)生電能的電化學(xué)反應(yīng) 004
003 由于自然界中不存在氫氣,一般通過化石燃料的改質(zhì)過程得到氫氣 006
004 燃料電池在低溫操作和規(guī)模小的情況下也能實(shí)現(xiàn)較高的發(fā)電效率 008
005 作為發(fā)電單位的單電池由電極、電解質(zhì)、分離器和外部回路組成 010
006 可根據(jù)吉布斯自由能的減少量計(jì)算電池的電能與電壓 012
007 求燃料電池的發(fā)電效率時(shí)用熱力學(xué)能量函數(shù) 014
008 電流取決于電極的反應(yīng)速率 016
009 增加電流時(shí),電極間的電壓下降 018
010 電極上形成接觸氣體分子、催化劑、電解質(zhì)的三相界面 020
011 單電池的電壓為1V左右,層疊之后就能實(shí)現(xiàn)高電壓 022
012 組成燃料電池的系統(tǒng)中有些組成部分是必不可少的 024
013 用化石燃料制備氫氣的燃料處理裝置的改質(zhì)過程 026
014 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)終有結(jié)果 家用燃料電池系統(tǒng)迎來商業(yè)化應(yīng)用 028
015 世界上第一個燃料電池是威廉格魯夫的水電解實(shí)驗(yàn)裝置 030
016 以地面利用為目標(biāo)的燃料電池的開發(fā)軌跡 032
017 根據(jù)電解質(zhì)的種類對燃料電池進(jìn)行分類 034
018 高輸出低價(jià)格的堿型燃料電池在宇宙開發(fā)和人造衛(wèi)星中的應(yīng)用 036
019 磷酸型燃料電池在中容量熱電聯(lián)產(chǎn)電廠中的應(yīng)用 038
020 低溫型燃料電池和高溫型燃料電池各有千秋 040
021 熔融碳酸鹽型燃料電池的工作原理及其特征 042
022 固體氧化物型燃料電池由陶瓷構(gòu)造體構(gòu)成 044
023 固體氧化物型燃料電池中,天然氣也能作為燃料直接使用 046
024 固體氧化物型燃料電池的圓筒形構(gòu)造能夠保持強(qiáng)度,不容易損壞 048
025 固體高分子型燃料電池中,水的恰當(dāng)管理非常重要 050
026 甲醇燃料電池中甲醇可直接發(fā)生反應(yīng),可用于便攜式設(shè)備電源 052
027 肼燃料電池歷史悠久,最近由于其零碳排放引起人們的關(guān)注 054
COLUMN 燃料電池單電池的工作 056
第2章 燃料電池與充電電池的不同之處
028 燃料電池具有發(fā)電功能,充電電池能夠儲存電能 058
029 充放電時(shí)的電極反應(yīng)與活性物質(zhì)的變化 060
030 只有離子能通過充電電池電解質(zhì)中的隔膜 062
031 追蹤丹尼爾電池的電化學(xué)反應(yīng)過程 064
032 鉛蓄電池的放電反應(yīng)中二氧化鉛和鉛反應(yīng)生成硫酸鉛和水 066
033 充電是把放電后的活性物質(zhì)通過電解反應(yīng)變回原來物質(zhì)的過程 068
034 表示充電電池性能與特性的獨(dú)特評價(jià)指標(biāo) 070
035 從反應(yīng)式計(jì)算理論能量密度 072
036 現(xiàn)實(shí)中,電池的能量密度低于理論能量密度 074
037 鎳氫電池的充放電反應(yīng)與充電電池的發(fā)展歷程 076
038 電動汽車開發(fā)中受到關(guān)注的鋰離子電池 078
039 鋰的特性與鋰系電池 080
040 鋰離子電池的充放電過程及其特征 082
041 鋰離子電池引起的起火事故與安全對策 084
042 支持智能電網(wǎng)(第二代電力網(wǎng))的大容量蓄電池 086
043 在外部儲藏全部活性物質(zhì)的氧化還原液流電池 088
COLUMN 燃料電池和充電電池的基本原理都是氧化還原反應(yīng) 090
第3章 生活中廣泛應(yīng)用的家庭用燃料電池
044 家庭用燃料電池的普及推廣是對抗全電化的表現(xiàn) 092
045 選擇固體高分子型燃料電池是從產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目獲得的成績 094
046 燃料電池發(fā)電向基礎(chǔ)電力供應(yīng)的方向發(fā)展 096
047 從電力與熱能需求量的比例出發(fā),設(shè)定額定輸出功率為1kW 098
048 冬夏季電力需求高,夏季熱能需求低 100
049 家庭用燃料電池的物質(zhì)、熱能、電的流動 102
050 追蹤系統(tǒng)內(nèi)空氣與水的流動 104
057 追蹤熱能的流動 排熱回收系統(tǒng)的作用 106
052 家庭用燃料電池以安全、安心和經(jīng)久耐用為先決條件 108
053 家庭用燃料電池的進(jìn)化 110
054 中溫工作型燃料電池的開發(fā)實(shí)例 112
055 家用固體氧化物型燃料電池的優(yōu)點(diǎn) 114
056 家庭用固體氧化物型燃料電池中存在的問題 116
COLUMN 家庭用燃料電池與電力系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn) 118
第4章 燃料電池在汽車中的應(yīng)用
057 燃料電池汽車(FCV)是什么樣的汽車 120
058 燃料電池汽車用什么燃料 122
059 汽車上搭載高壓氫氣的方法 124
060 液體氫氣儲藏和儲氫合金儲藏中存在的問題 126
067 給燃料電池汽車提供氫氣的氫氣加氣站 128
062 對燃料電池汽車中使用的氫氣有什么要求 130
063 氫氣加氣站的系統(tǒng)組成 132
064 燃料電池汽車環(huán)境性能與效率的評價(jià)方法 134
065 氫氣危險(xiǎn)關(guān)于燃料電池汽車安全性能的考慮 136
066 燃料電池汽車的歷史與發(fā)展的軌跡 138
067 燃料電池汽車普及需要克服的難題 140
068 除汽車之外移動體上也考慮使用燃料電池 142
069 想象未來的汽車 144
COLUMN 汽車用燃料電池是小型固體高分子型燃料電池 146
第5章 支持信息化社會的便攜式設(shè)備用電源
070 固體高分子型燃料電池與甲醇燃料電池性能的差異 148
077 什么是甲醇滲透現(xiàn)象 150
072 改善甲醇燃料電池性能的嘗試 152
073 能夠抑制甲醇滲透現(xiàn)象的新型電解質(zhì)膜實(shí)例 154
074 作為移動終端電源的甲醇燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 156
075 如何選擇主動型和被動型甲醇燃料電池 158
076 用于移動信息終端的固體高分子型燃料電池目前正在試制階段 160
077 用于移動信息終端的甲醇燃料電池的開發(fā)歷史 162
078 甲醇燃料電池廣泛普及所需要解決的問題 164
COLUMN 甲醇燃料電池不需要改質(zhì)器 166
第6章 研究企業(yè)用燃料電池
079 企業(yè)用燃料電池有什么用途 168
080 企業(yè)用燃料電池市場中開始興起的磷酸型燃料電池 170
087 磷酸型燃料電池開發(fā)與市場開拓的歷史 172
082 食品廢棄物和生垃圾是有效的能量資源 174
083 用生垃圾發(fā)電的燃料電池 176
084 用于廢棄物系生物質(zhì)能源利用的熔融碳酸鹽型燃料電池 178
085 被稱為第三代燃料電池的固體氧化物型燃料電池 180
086 適用于高溫型燃料電池的燃料范圍較為廣泛 182
087 組合高溫型燃料電池與燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的高效率發(fā)電方式 184
COLUMN 各種企業(yè)用燃料電池閃亮登場 186
第7章 智能化能源網(wǎng)絡(luò)與氫氣能源社會
088 氫氣能源社會印象 188
089 氫氣是什么 190
090 想象不久將來的生態(tài)生活 192
COLUMN 智能能源網(wǎng)絡(luò)與氫氣能源系統(tǒng) 194
參考文獻(xiàn) 195