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燃料电池分类
目前,有5种已知的燃料电池类型。其名称与采用的相应的电解质有关。
(1)碱性燃料电池(AFC)——采用氢氧化钾溶液作为电解液。
这种电解液效率很高(可达60一90%),但对影响纯度的杂质,如二氧化碳很敏感。因而运行中需采用纯态氢气和氧气。这一点限制了将其应用于宇宙飞行及国际工程等领域。
(2)质子交换膜燃料电池(PEMFC)采用极薄的塑料薄膜作为其电解质。这种电解质具有高功率一重量比和低工作温度。是适用于固定和移动装置的理想材料。
(3)磷酸燃料电池(PAFC)采用200℃高温下的磷酸作为其电解质。很适合用于分散式的热电联产系统。
(4)熔融碳酸燃料电池(MCFC)的工作温度可达650℃。这种电池的效率很高,但材料需求的要求也高。
(5)固志氧燃料电池(SOFC)采用的是固态电解质(钻石氧化物),性能很好。他们需要采用相应的材料和过程处理技术,因为电池的工作温度约为1000℃。
目前,一些研究机构正在进行燃料电池的开发与研究。但是,在国际公认的是,在过去的十年中, PEMFC技术已发展到实用阶段。然而,其工业化过程尚未成熟。而且还需做进一步努力以降低这种技术的成本。
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低温燃料电池
(60—120℃) |
中温燃料电池
(160—220℃) |
高温燃科电池
(600—1000℃) |
类型 |
AFC
碱性燃料电池 |
PEMFC或SPFC
质子交换膜或固态聚合物燃料电池 |
PAFC
磷酸燃料电池 |
MCFC
熔融碳酸燃料电池 |
SOFC
固态氧燃料电池 |
应用 |
太空飞行、国防 |
汽车、潜水艇、移动电话、笔记本电脑、家庭加热器、热电联产电厂 |
热电联产电厂 |
联合循环热电厂、电厂船、铁路用车 |
电厂、家庭电源传送 |
开发的状态 |
在太空飞行中的应用 |
家庭电源试验项目、小汽车公共汽车、试验的热电联产电厂 |
具有200kW功率的电池在工业中的应用(大约160个电厂) |
容量为280kW至2MW的试验电厂 |
100kW的试验电厂 |
特性 |
无污染排放 |
污染排放在0和很低的水平之间 |
低污染排放 |
有效利用能源 |
有效利用能源 |
电效率高 |
低噪音水平 |
低噪音水平 |
低噪音水平 |
低噪音水平 |
制造费用非常贵 |
固体电解质适合于大规模生产 |
是热电联产电厂的三倍费用 |
没有外部气体配置 |
没有外部气体配置 |
不适合于工业应用 |
与常规技术相比很贵 |
随着连续运行电效率降低 |
腐蚀性电解液 |
腐蚀性电解液 |
少维护 |
与常规技术相比很贵 |
随着连续运行电效率的减小 |
腐蚀性电解液 |
对材料的要求非常苛刻 |
电解体 |
氢氧化钾溶液 |
质子可渗透膜 |
磷酸 |
锂和碳酸钾 |
固体院瓷体 |
燃料 |
纯氢 |
氢,甲醇天然气 |
天然气,氢 |
天然气.煤气沼气 |
天然气.煤气沼气 |
日化剂 |
纯氢 |
大气中的氢气 |
大气中的氢气 |
大气中的氧气 |
大气中的氧气 |
系统的电效率 |
60-90% |
43-58% |
37-42% |
>50% |
50-65% |
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