燃料电池轿车（精选7篇）
燃料电池轿车 篇1
在近年迅猛发展的燃料电池中, 直接以硼氢化物溶液为“燃料”的硼氢燃料电池D B F C (D i r e c t borohydride fuel cell) 受到关注。硼氢化物溶液的能效较高, 理论比能量达9300Wh/kg NaBH4。电极材料常使用金、镍等金属, 它们同时也是催化剂。NaBH4是一种常用还原剂, 溶液无毒、不挥发、不易燃, 原料为资源丰富的硼砂。因此, 尽管DBFC还处于研发阶段, 但它用于便携式高能效燃料电池, 已表现出很好的开发潜力。
一、DBFC的基本结构
DBFC的基本结构如图1所示, 主要由阳极、阳极集流板 (带有硼氢化物溶液腔室或流道) 、硼氢化物溶液、隔膜、阴极、阴极集流板 (带有气体通道) 组成。所用燃料为碱性LiBH4、NaBH4或KBH4溶液等, 以NaBH4应用最广。氧化剂常为空气 (氧气) 或过氧化氢。
1.阳极集流板;2.阴极集流板;3.燃料;4.阳极;5.离子交换膜;6.阴极
二、DBFC的工作原理
1. 直接硼氢化物——空气燃料电池
直接硼氢化物——空气燃料电池的基本工作原理为:
阳极 (电池负极) 反应:BH4-+8OH-→BO4-+6H2O+8e-
阴极 (电池正极) 反应:2O2+4H2O+8e-→8OH-
当电池隔膜为阴离子交换膜, 阴极生成的O H-穿过隔膜到达阳极, 参与阳极反应, 如图2所示。Liu等人发现, 阳膜可比阴膜更有效地防止BH4-穿透, 并且阳膜在碱性环境中稳定性更高。
电池反应为B H4-+2O2→B O2-+2H2O, 电动势Eo电池=1.64V, 可以输出电能。
2. 直接硼氢化物——过氧化氢燃料电池
在这种电池中, 氧化剂H2O2在阴极的电还原只转移两个电子, 比氧气的还原容易得多。以H2O2为氧化剂可构成全液态燃料电池, 能产生较高的理论电压, 可广泛应用于水下和宇宙等无氧环境中。
电池的阳极反应同前一电池, 阴极发生H2O2的还原反应。当阴极液为碱性时, 阴极反应为4H2O2+8e-→8OH-, Eo阴极=0.87V, 电池理论电压为2.11V。酸性条件的阴极反应为4H2O2+8H++8e-→8H2O, Eo阴极=1.77V, 电池理论电压可达3.01V, 能产生更高的电压, 并且双氧水在酸性溶液中稳定性较高, 因此目前研究较多。
三、DBFC性能的主要影响因素
1. 阳极催化剂
目前, 通过改善电极性能提高电池效能的工作主要集中在阳极上。BH4-的阳极氧化是多步过程, 在不同电极材料和不同电势范围的反应机理不同。一般认为, B H4-在低电化学极化下主要发生4电子反应, 而在较高电化学极化下可能发生8电子反应, 效率更高。这一点贵金属具有很大优势, 但成本高, 因此非贵金属催化剂研究具有实际意义。Kim等人指出, 当应用于便携设备时, DBFC的优势之一是采用非贵金属作阳极就可能建立一个高效系统。
抑制BH4-的阳极水解, 促进其8电子氧化反应, 是一个核心问题, 至今未得到很好解决。例如, 有人研究了Au及其合金、Ni粉、AB2和AB5型储氢合金、贵金属Pt和Pd作阳极电催化剂, 发现金负载量为10%的Au/科琴炭黑催化剂对BH4-阳极氧化催化活性最佳;镍催化剂虽然价格低廉, 但BH4-在其上的电催化反应为4电子反应, 实际应用前景不大;AB5型MmNi3.55Al0.4Co0.75的催化活性较好;贵金属Pt和Pd对硼氢化钠的水解和其电氧化反应都有促进作用。
催化剂的状态也有影响。例如, 用机械球磨法制备出纳米粒子集聚成的微米银镍合金颗粒, 具有二元合金的典型结构特征, 既保持了镍对BH4-电氧化的催化活性, 又体现出银对BH4-化学水解的惰性。在其催化下, KBH4的放电容量在3500mAh·g-1以上, 对硼氢化物燃料的利用率可达90%以上。
有研究表明, 增大阳极催化剂的用量可以提高能量密度。例如, 当使用Pd/C催化剂0.3mg·cm-2时, 最大能量密度为12.7mW·cm-2;而使用量为1.08mg·cm-2时, 最大能量密度达到19.4mW·cm-2。
2. 温度
D B F C的反应性能受温度的影响。例如, 当温度从25℃上升到60℃时, 电池能量密度的峰值增至原来的127%。
3. 电解液浓度
C e l i k等人发现, 随着生成的金属碱溶液浓度升高, 硼氢化钠燃料电池能量密度先升高, 再慢慢降低。他们认为, 当金属碱溶液的浓度过高时, N a+离子受到周围离子的束缚, 反而活度降低。他们发现, 当NaOH的浓度为20%时, 电池的性能最佳。
4. 氧化剂的浓度
氧化剂的浓度也影响电池性能。例如, 用空气作为氧化剂时, 得到最大能量密度仅为7.3mW·cm-2, 而用纯氧作为氧化剂时, 得到最大能量密度11.7mW·cm-2, 作者认为这是由于更多氧得到了转化。
四、DBFC存在的主要问题
1. 实际不能实现理论8电子转移
前已述及, BH4-的电氧化通常不是按理论上的8电子进行, 而是可能发生以下几种反应, 其相对比例因催化剂而异, 反应机理目前尚不十分清楚。其中, 水解反应只产生氢气而不产电, 要竭力避免。
6电子反应:BH4-+6OH-→BO2-+4H2O+H2+6e-
4电子反应:BH4-+4OH-→BO2-+2H2O+2H2+4e-
阳极水解反应:BH4-+2H2O-→BO2-+4H2
2. 成本较高
工业上主要采用以矿物为原料的硼酸三甲酯法和硼砂法生产硼氢化钠, 反应式如下:
硼酸三甲酯法:
两种方法生产的硼氢化钠价格都较高。采用非贵金属催化剂可降低成本, 回收利用阳极产物偏硼酸钠 (即从偏硼酸钠制备硼氢化钠) 也是降低成本的重要方法, 比较理想的是构成从DBFC发电到偏硼酸钠制备硼氢化钠的循环系统。例如, 室温下通过机械球磨–化学反应法可实现NaBO2的回收, 反应式如下。当MgH2用量达化学计量值的1.25倍时, NaBO2的回收率接近100%。
摘要：本文为学生阅读材料, 介绍直接硼氢化物燃料电池, 帮助一线教师实施新课标高中化学教学。
关键词：新课标,高中化学,硼氢化物燃料电池
参考文献
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燃料电池轿车 篇2
燃料电池发电技术
摘要：概述了燃料电池的原理和分类，以及他们的反应原理及技术和燃料电池发电技术做了初步介绍。
关键词：燃料电池，发电
引言：随着社会经济的高速发展，人们对能源的依赖越来越严重，而生存环境的持续恶化又催促人们不断寻求清洁能源。燃料电池由于其环保性和高效性被誉为继火力发电、水力发电、核电之后的第四代发电技术，越来越多的国家和地区投入更多的资金对其进行研究并使其产业化。
一：燃料电池简介
燃料电池（Fuel cell），是一种使用燃料进行化学反应产生电力的装置，最早于1839年由英国的Grove所发明。最常见是以氢氧为燃料的质子交换膜燃料电池，由于燃料价格便宜，加上对人体无化学危险、对环境无害，发电后产生纯水和热，20世纪60年代应用在美国军方，后于1965年应用于美国双子星座5号飞船。现在也有一些笔记型电脑开始研究使用燃料电池。但由于产生的电量太小，且无法瞬间提供大量电能，只能用于平稳供电上。
燃料电池其原理：它是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。这里以氢-氧燃料电池为例来说明燃料电池
氢-氧燃料电池反应原理 这个反映是电觧水的逆过程。电极应为： 负极：H2 +2OH-→2H2O +2e-
正极：1/2O2 +H2O+ 2e-→2OH-
电池反应：H2 +1/2O2==H2O
图1 燃料电池工作原理示意图 燃料电池的类型：
碱性燃料电池（AFC）——采用氢氧化钾溶液作为电解液。
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。
磷酸燃料电池（PAFC）——采用200℃高温下的磷酸作为其电解质。
熔融碳酸燃料电池（MCFC）
固态氧燃料电池（SOFC）——采用固态电解质
二：燃料电池发电系统
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。
燃料电池发电是在一定条件下使H2、天然气和煤气（主要是H2）与氧化剂（空气中的O2）发生化学反应，将化学能直接转换为电能和热能的过程。与常规电池的不同之处在于：只要有燃料和氧化剂供给，就会有持续不断的电力输出。与常规的火力发电不同，它不受卡诺循环（由两个绝热过程和两个等温过程构成的循环过程）的限制，能量转换效率高。燃料电池除可发电外，还可作为电动汽车的电源。在对众多的蓄电池以及一次电源的研究以及应 新型材料及其应用论文--《燃料电池发电技术》
用中发现：质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种不经过燃烧直接以电化学反应连续地把燃料和氧化剂中的化学能直接转换成电能的发电装置，具有能量转换效率高（一般都在40-50％，而内燃机仅为18％-24％）、无污染、启动快、电池寿命长、比功率、比能量高等优点。
1.磷酸燃料电池(PAFC)发电技术
磷酸型燃料电池由多节单电池按压滤机方式组装以构成电池组。
碱性燃料电池在载人航天飞行中的成功应用，证明了按电化学方式直接将化学能转化为电能的燃料电池的高效与可靠性，为提高能源的利用效率，人们希望将这种高效发电方式用于地面发电。
以磷酸为电解质的磷酸型氢氧燃料电池首先取得突破。至今，其技术获得了高度发展，已进行了规模为11000kW~4500kW的电站试验，定型产品PC25(200kW)已投放市场，有数百台这种电站在世界各地运行，运行试验证明，这种燃料电池分散电站的运行高度可靠，可作为不间断电源应用，其热电效率达40%，热电联产时其燃料的利用率达60% ~70%。
图2 PAFC的反应原理
目前氢的贮存与运输均有不少技术问题需待解决，各国正在积极进行攻关研究一旦这一系列的技术问题得到解决，燃料电池就可利用由太阳能，核能等发出的电来电解水所制备出的氢作为燃料。
在以矿物燃料为原始燃料时，则需经化学转化的过程，例如煤的气化，天然气或汽油的蒸气转化等，通过这些方法将矿物燃料先转化为富氢气体，才可以送入电池作为燃料电池的燃料。
磷酸燃料电池的输出为直流电，而大部分用户的电器均使用交流电，因此，需要把燃料电池输出的直流电经逆变器转换成交流电后再提供给用户使用。磷酸燃料电池的内阻较常规化学电源如铅酸蓄电池大，所以，当输出电流变化时它的工作电压变化幅度大，为解决这一问题，常在燃料电池的输出和逆变器之间加一个振荡变流器(chopper)，它的功能是升压或降，以确保供给用户电力的工作电压维持恒定。
燃料电池应是一个能够自动运行的发电厂，因此，对于磷酸燃料电池来说，其氧化剂的供应，电池废热的排出，反应生成水的回收等均需进行控制与管理，再加上还需对电力输出逆变进行控制与管理等，所有这些必须齐备才能构成一个完整的燃料电池系统。
新型材料及其应用论文--《燃料电池发电技术》
图3 磷酸燃料电池系统方框图 2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电技术
质子交换膜燃料电池(PEMFC)由若干单电池串联而成，单电池由表面涂有催化剂的多孔阳极
多孔阴极和置于二者之间的固体聚合物电解质构成。其工作原理如图4所示，当分别向阳极和阴极供给氢气与氧气时，进入多孔阳极的氢原子在催化剂作用下被离化为氢离子和电子，氢离子经由电解质转移到阴极，电子经外电路负载流向阴极，氢离子与阴极的氧原子及电子结合成水分子，因此 PEMFC的电化学反应为：
图4 PEMFC的反应原理
(1)原料来源广泛，通过对石油，天燃气，煤炭还有沼气，甲醇，水植物等加工取得，来之不尽，取之不竭。
(2)无污染，因没有燃烧过程，不排放有害气体，它的排出物是氢氧结合的纯水。(3)无燥音，其发电过程是电化学反应过程，没有机械运动，所以没有噪音。(4)能源转换效率高，因其工作温度低，能耗少，能源转换效率理论上可高达。
欲使PEMFC依负荷的变化，长时间稳定的向负载提供电能，必须给电池组配置以下4个功能单元，即燃料及氧化剂贮存与供给单元，电池湿度，温度调节单元，功率变换单元及系统控制单元等，这样，方能构成一个实用化的，完整的PEMFC发电系统。如图5
图5 质子交换膜燃料电池发电系统示意图
新型材料及其应用论文--《燃料电池发电技术》
3.熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)发电技术
熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)以碱金属（Li﹑Na﹑K）的熔融碳酸盐为电解质，富氢燃料天然气甲烷煤气等转化而成为燃料，氧气空气加CO2为氧化剂，工作温度约为650℃，余热利用价值高，点催化剂以镍为主，无需使用贵金属，发电效率高。MCFC的反应原理如图
图6 MCFC的反应原理
MCFC单电池是由阴极、电解质、电解质隔膜和阳极组成，若组成电池堆，则还需要双极板、集流器、气泡屏等组件，其中，隔膜是MCFC的核心部件，必须强度高、耐高温熔盐腐蚀、浸入熔盐电解质后能够阻挡气体通过，并且有良好的离子导电性能（MCFC的导电离子是CO32-).通过对多种材料的筛选和多年的研究，目前已普遍采用偏铝酸锂来制备MCFC隔膜。
美国从1976年开始开发MCFC，主要的开商有能源研究所(Energy Research Corporation，ERC)和MC Power公司，ERC在1991至1994年间先后完成了25 kW、70 kW、125 kW电池组的试验，并于1996年建成了世界上功率最大的2MW MCFC电站，直接燃用脱硫后的天然气。2000年，ERC设计的单电池堆出力达到250 kW并进入商业化。2005年，兆瓦级的MCFC进入商业化。日本从1981年开始研究MCFC，并于1987年研究成功10 kW MCFC发电设备，1997年1MW MCFC电站在日本川越火电厂投运。日立公司2000年开发出1 MW MCFC发电装置。东芝公司开发出低成本的10 kW MCFC发电装置。此外，荷兰、德国、意大利、韩国等国家也于20世纪90年代建成相关的试验电站。我国于1991年由原电力工业部哈尔滨电站成套设备研究所研制出由7个MCFC单电池组成的电池组，上海交通大学和大连化学物理研究所都于2001年完成了1 kwMCFC电站的试验。
MCFC试验电站的建成和运行为MCFC商业化提供了丰富的经验，各国的科学家正在研究改进MCFC的关键材料和技术应用。
MCFC工作温度高，余热利用价值高，可以与煤气化联合循环结合组成高效的洁净煤发电技术。
4.固体氧化物燃料电池
同体氧化物燃料电池(SOFC)以固态氧化钇、氧化锆为电解质，天然气、气化煤气、碳氢化合物为燃料，氧气为氧化剂。固态氧化钇、氧化锆电解质在高温下有很强的离子传导功能，能够传导02～，电解质将电池分隔为燃料极(阳极)和空气极(阴极)。氧分子在空气极得到电子，被还原成02～，然后通过电解质传输到阳极，在阳极与氢气(或一氧化碳)发生反应。生成水(或二氧化碳)和电子。在迄今为止人类所发明的能源转化方式中，SOFC的转换效率是最高的，其反应原理如图
新型材料及其应用论文--《燃料电池发电技术》
图7 SOFC的反应原理
从原理与结构上讲，固体氧化物燃料电池是一种理想的燃料电池，它不但具有其他燃料电池高效，环境友好的优点，而且还具有以下突出优点
固体氧化物燃料电池是全固体结构，无使用液体电解质带来的腐蚀和电解液流失问题，可望实现长寿命运行，固体氧化物燃料电池在800~1000 下工作，不但电催化剂无需采用贵金属，而且还可直接采用天然气，煤气和碳氢化合物作燃料，简化了电池系统，固体氧化物燃料电池排出的高质量余热可与燃气，蒸汽轮机等构成联合循环发电系统，会大大提高总发电效率。
图8 100kw SOFC系统示意图
固体氧化物燃料电池技术的难点也源于它的高工作温度，电池的关键部件阳极隔膜，阴极和联结材料等在电池的工作条件下必须具备化学与热的相容性，即在电池工作条件下，电 新型材料及其应用论文--《燃料电池发电技术》
池构成材料间不但不能发生化学反应，而且其热膨胀系数也应相互匹配。
固体氧化物燃料电池最适宜的用途是与煤气化和燃气，蒸汽轮机构成联合循环发电系统，建造中心电站或分散式电站，这样既能提高能源利用率，又可消除对环境的污染。
三：燃料电池发电的应用前景
目前，美国、加拿大、日本、韩国以及欧洲的很多国家都把燃料电池发电技术提高到事关“国家能源安全”的战略高度，投入大量资金予以资助和研发。我国是能源消耗大国，以煤和石油为主，能源利用率低，污染严重；同时，近年来我国由于自然灾害或人为因素导致的大面积停电事故，给社会和经济造成巨大损失。如果在电网中有许多分布式电源在供电，则供电的可靠性和供电质量将会大大改善。分布式电源作为我国大电网的有效补充，如果能够得到较快的发展，电网抵御各种灾害的能力将会有很大提高。随着国民经济的发展，备用电源需求日益增大，如移动通信机站、军用移动指挥系统、野外医疗中心、固定或移动办公设施等的备用电源，需要配备技术性和经济性好的备用电源，而燃料电池中的PEMFC刚好能实现这个功能。从燃料电池发展的研究现状来看，我国在燃料电池发电方面的技术与发达国家如美国、加拿大、日本等相距甚远。我国要发展燃料电池技术，需要引进、消化及吸收国外先进技术，加快完成技术革新。
四：结束语
燃料电池作为高效、清洁、友好的新能源技术，已经得到越来越多国家的重视，掌握清洁高效的发电技术对国家能源和安全具有重要的战略意义，而燃料电池正是高效环保的发电技术之一。随着我国西气东送、天然气管网的不断完善，对电网可靠性和稳定性要求的不断提高，以及对环保要求的不断提高，燃料电池会起到越来越重要的作用。
参考文献：
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燃料电池的激情 篇3
早在200多年前，英国人戴维就首先提出了燃料电池的原理，在30多年后的1839年，另一位英国人格罗夫第一个制作出了氢一氧燃料电池。但是直到上个世纪末，燃料电池才以它独特的优点得到了世界越来越多的关注和研究，成为能源技术研究的舞台上最激情四射的舞者。
《美国向氢经济过渡的2030年远景展望报告》将开发燃料电池技术，特别是开发氢能技术。列为涉及国家安全的技术之一，提出要走以氢能为能源基础的经济发展道路。此外，美国能源部制定了“氢计划”，计划在2010年实现燃料电池汽车氢燃料的市场份额达到25％。
对这个存在了两个世纪的“老技术”，我们是否应该给予更多的重视，也许，它真会是一个不错的商业机会!
燃料电池原理
燃料电池由燃料、氧化剂、电极和电解质四个主要部分组成。常用的燃料有氢、甲醇、液氨和天然气等，氧化剂主要为空气中的氧。由电催化剂和防水剂组成的“燃料电极”(负极)和“氧电极”{正极)是燃料电池的重要部件，正负两极由电解质隔开。在电催化剂(目前主要为铂金属，约占燃科电池一半以上的成本)的作用下，分布在两个电极上的燃料和氧化剂与电解质一起发生化学反应，产生的电子由导线引出，这样就发出电了。只要不断地有燃料和氧化剂输入，燃料电池就可以持续地供电，而不像干电池和蓄电池那样随着反应物消耗殆尽就寿终正寝了。从本质上说，燃料电池是一种发电装置，它和普通电池一样是将化学能转化为电能，但是人们习惯上更喜欢称之为“电池”。
广泛的应用
高效、洁净是燃料电池的最大特点，但是更具魅力的是它的应用领域非常广泛。根据工作温度和发电功率的不同，燃料电池的应用领域可分四类：
1、大型发电。可替代火力、水力或核能发电，用于商业发电和工业生产；
2、住宅发电。可建在公寓、办公楼等地带，用于分散发电和余热利用；
3、航天航海及变通运输。用于宇宙飞船、潜艇、机器人、汽车、交通艇等的动力系统；
未来生物燃料电池或使用混合燃料 篇4
科学家在美国化学学会的年会上展示了一款新的生物燃料电池模型。新电池不使用酶而使用细胞中的线粒体来分解燃料分子———纤维素。线粒体是真核细胞的重要细胞器, 有细胞“动力工厂”之称。
该研究项目领导人、美国圣路易斯大学的雪莉·敏蒂尔表示, 尽管这项技术距离实际应用还有很长的路要走, 但是, 该研究是将活性细胞的一部分 (此处为线粒体) 整合进电池的一个里程碑式的进步。未来, 这种设备在很多领域可以替代一次性电池。
一般来说, 燃料电池都需要对生物燃料分子进行分解和重建, 这个过程会释放出电子, 电子聚集在一起形成电流。
此前, 敏蒂尔团队一直使用酶, 酶在分解特殊的燃料分子诸如乙醇或者葡萄糖方面是一把好手。但现在他们改用活性细胞的组成部分线粒体, 线粒体可以将各种酶的力量和功能结合在一起, 将很多燃料分子变为电池能够直接使用的形式。
敏蒂尔解释道, 为了能够完全利用一种燃料, 人们需要很多酶, 有些简单的燃料需要3种酶, 而诸如葡萄糖等, 则需要多达22种酶, 并且, 这些酶需要能够很好地配合在一起协调工作。而线粒体的分解效率更高, 线粒体能够分解多种燃料, 意味着它能够通过分解燃料混合物来工作。
新展示的电池只使用了由一种分子组成的简单燃料, 未来的研究将着眼于使这种电池能够利用人们更为熟悉的复杂生物燃料来工作。
现有燃料电池的改进措施 篇5
作者：张忠伟
学号：10083496
班级：工优080
摘要：介绍了现有的燃料电池及其分类，在应用过程中所遇到的相关问题及最新的改进措施。
关键词：燃料电池，应用，改进措施。
1.按燃料电池的运行机理分，分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。2.按电解质的种类不同，有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质。
燃料电池可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等、直接甲醇燃料电池(DMFC)、微生物燃料电池(MFC)。
3.按燃料类型分，有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料，汽油、柴油和天然气等气体燃料，有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后，才能成为燃料电池的燃料。
氢能源燃料电池的改进
一项研究指出，新的高温燃料电池也许能提高燃料电池的“开采到车轮”效率。这个改进了的燃料电池，能用过剩的燃料电池热量来驱动碳氢化合物到氢的反应，来生产制造电力所需要的氢。在这个新的固体氧化物燃料电池中，将碳氢化合物转化为氢的阳极上添了一个钌和铈的“重整层”，使转化过程中阳极上没有碳的沉积。过去，燃料电池内，镍阳极上的碳沉积(也叫炼焦)，使科学家不能利用燃料电池热量将碳氢化合物“重整”为氢的这种高能量效率的方法。当将重整层加到阳极上后，重整层从高纯度的碳氢化合物燃料异辛烷中生产出氢。这种燃料电池能达到0．3—0．6W／cm 的能密度。
质子交换膜燃料电池
PEMFC的性能受压力和温度等条件及电池堆内部结构的影响，存在着很多难以确定的参数。模拟退火(SAA)算法、遗传(GA)算法和粒子群优化(PSO)算法等已对这些参数进行了优化，但仍有不足，如存在可能陷入局部极值的问题PSO算法以种群行为原则来激励粒子的运动。每个潜在解与粒子的速度相联系，该速度不停地根据粒子及与该粒子邻近的粒子的经验来调整，总是希望粒子向更好的方向发展。改进PSO算法是一种随着算法迭代次数的增加使惯性权重线性下降的方法，实现了动态地修改惯性权值，采用改进PSO算法，对PEMFC的极化曲线模型进行参数估计，以寻找一组最优解，提出了一种优化燃料电池模型的方法，并用于质子交换膜燃料电池的极化曲线模型，以得到最优参数。结果表明，这种优化模型的平均平方误差(MSE)为4．42 x 10 V，相关系数为99．87％，数学模型和实验数据之间的拟合精度高。
Nafion质子交换膜
应用于固体聚合物燃料电池中但因存在甲醇渗透问题，使其在直接甲醇燃料电池中的应用受到限制。由于Nafion膜具有多种优良特性，特别是极佳的质子导电性能，使它成为DMFC中质子交换膜的首选。这种DMFC的电池性能十分优良，能量密度可达0．18W/cm2以上.Nation膜应用于直接甲醇燃料电池中还有许多亟待解决的问题。其中之一是在对Nafion膜的修饰改性后，降低了甲醇分子渗透率的同时也降低了膜的质子导电性，使电池性能受到影响。因此，以后的研究工作应着眼于在保持Nation膜优良质子导电性的情况下，对其进行改进，降低甲醇渗透率，使电池的综合能量效率得以提高。
碱性介质空气电极性能的改进：
La2O3，作为催化层的添加剂可以提高催化剂对氧气还原的催化活性,在碱性介质中，La2O3是对空气电极具有较理想的助催化效果的添加剂。在催化层中掺杂1．8％(质量百分数)La2O3最利于空气电极中氧气的扩散及过氧化氢根离子在催化剂Mn5O8 和γ-Mn2O3 上面吸附、分解．从而降低HO2对电极性能的负面影响；并且，在此条件下，相应锌-空气电池的放电电压最高锰的氧化物作为空气电极的催化剂具有高效、价廉的优点在此基础好上添加少量的稀土氧化物La2O3可以提高空气电极的放电电压，在一定程度上减轻空气电极的极化。这将有利于空气电极在大电流放电场合下的运用(如应用于电动汽车等领域)
美国利用纳米材料改进燃料电池: 低温燃料电池一般需要铂来作催化剂。但在发电过程中，会产生一氧化碳。如果不加以处理，一氧化碳就会使铂催化剂失去效用。为此，制作燃料电池时就需要建立专门的系统，一-102用于把一氧化碳转化成二氧化碳，但这一过程费时费力。由威斯康星大学的詹姆斯教授带领的研究小组发现的一项新成果将影响燃料电池的发展。他们在聚合电解膜(PEM)上包上纳米材料。结果发现，铂会催化一氧化碳和水反应，生成二氧化碳等。这样，就不需要专门加温来排除掉一氧化碳了。
[1] 王祖浩．普通高中课程标准实验教科书·化学2(必修)．南京：江苏教育出版社，2007：40 [3]林雏明．燃料电池系统.北京;化学工业出版社。1996：63~76．
[4]方度,扬肇驿.全氟离子变换膜—— 制法、性能和应用.北京;化学工生出版社．1993：27~30 YI Bao-uan(衣宝廉)．燃料电池——原理-技术·应用[M]．Beijin~(北京)：Chemical Industry Press(化学工业出版社)，2003．160—236．
LI Qi(李奇)，CHAM Yew Thean(湛耀添)，Au Wing Kong E c(区永江)，et a1．质子交换膜燃料电池的电响应研究[J]．BatteryBimonthly(电池)，2006，36(5)：359—361．
会发电的燃料电池 篇6
这套电池技术方案与传统意义上的电池有很大不同，具体表现在工作原理和衍生产品方面。它基于一种含铑元素的特殊分子络合物，这种络合物会以分子的形式嵌入阳极材料，因为阳极的支持材料为碳粉，这使得分子络合物能够均匀分布。然后阳极吸收自由电荷，将它们转移到阴极重新释放，在这一过程当中，电流就生成了。相比过去以“蓄电”为核心的传统电池工作原理，新的燃料电池事实上是靠自己发电来产生电能，同时因为用的是阳极上的分子络合物作催化剂的关系，这一燃料电池技术在发电的同时，还能够顺便产生一些优质的化工产品，让能源得到更全面的利用，实现全无浪费的资源循环。
那么这种有机金属燃料电池具体能够生成哪些化工产品呢?据苏黎世联邦理工学院的汉斯乔格·格鲁茨曼彻教授介绍，电池在发电当中，原料当中的1，2，丙二醇能被转化成多种乳酸，乳酸则可以用来制造生物降解高分子材料，而过去要制造乳酸，就会产生大量处理成本极高的硫酸钙，既不环保也很费钱。同时这一电池方案还会减少制作催化剂时对稀土和贵重金属的需求，更加环保和高效地为其他方面的生产服务。另外，技术人员还希望能够将这种电池的体积缩小，比如放在心脏起搏器里，这样病患也少了很多麻烦。
丰田首款燃料电池汽车 篇7
这到底是台什么车？按照丰田发布的技术说明来看，Mirai是一台零排放的新能源汽车，它和电动车不一样的是有一根小小的排水管。Mirai以氢气为燃料，当与氧气结合后发生化学反应产生电能，“燃烧”之后的氢气就变成了纯水。它的车身中后部有两个碳纤维材料制成的储气罐，总共122.4L，充满一次氢气只需3分钟。按照日本JC08测试模式，Mirai的最大续行里程可达650km。从车名和外观设计来看，Mirai对“未来”做了很好的诠释，它不同于传统意义上的丰田车，造型风格力求独树一帜。由于两个高达70 MPa的气罐未能实现小型化，所以Mirai很遗憾只提供四个座椅。
它是如何工作的？在Mirai上面实际有两套电池，一套位于车身中部：高分子电解质燃料电池组，它是整台车的核心部件，负责将氢气和氧气在催化剂的作用下产生电能;另一套镍氢电池和凯美瑞混动车一样位于后备厢，它可以储存燃料电池发的电，负责为车内电气设备供应以及保障低速时的纯电动运行。此外，制动能回收装置也会将刹车电能储存到镍氢电池中。由于没有真正的能源燃烧，Mirai的氢气能量转化效率达到了60%，比传统内燃机高一倍。在整车性能方面，燃料电池最大输出功率为114kW，功率输出密度为3.1kW/L;电动机最大功率113kW，最大扭矩335Nm，其扭矩表现接近2.0T发动机。
那么Mirai意味着什么？新兴的燃料电池汽车将使得氢气成为未来的开发热点，按照丰田的设想，未来氢气可以通过光伏发电来电解获得，如此一来FCV将是首屈一指的零排放环保汽车。不过现阶段，氢气的获取仍旧是透过化石原料，并且兴建一座高压加氢站费用在5亿日元左右（约合人民币2600万元），过高的成本有可能阻碍燃料电池汽车普及，所以丰田计划在日本上市第一年销售400辆即可（政府采购了一半），未来还将把美国加州纳入重点铺货市场。
从车辆架构来看，Mirai目前与紧凑级轿车Corolla共享平台，但它的整套燃料电池系统却可以向更多车型转化，比如中级轿车、SUV以及MPV。岩谷产业宣布将以1100日元/kg的价格销售氢气，Mirai的气罐容积为122.4L，约合5kg，加满两只气罐约5500日元;而目前日本高辛烷值汽油价格为147日元/L，加满一个50L油箱需7350日元，所以FCV车型的经济效益还是略有优势的。未来会怎样呢？时间会给出答案的。
观致3都市SUV
全新升级的第二代观致逸云TM互联服务平台可提供多功能云导航、车管家等免费服务及实时交通路况、停车场信息等增值服务合计30多项
广汽传祺GA6
2014年12月20日，广汽传祺面向B级轿车市场的全新车型传祺GA6在广州极限运动中心上市，推出包括1.6T和1.8T两种排量，共8款车型，售价区间为11.68-19.68万元。GA6定位于“新时代精英座驾”，造型优雅、动感;采用全新1.8T涡轮增压发动机、7速G-DCT手自一体变速器，打造T-7speed动控黄金组合;拥有前方碰撞预警、车道偏离预警、盲区监测系统、360度全景泊车影像系统等豪华科技配置，代表中国品牌原创设计和科技品质所到达的全新高度。
2014年12月16日，以“品致生活，尽享更多”为主题的观致3都市SUV 1.6T上市会在上海举行，观致汽车第三款量产车型——观致3都市SUV 1.6T对外公布价格并正式投放市场。作为满足都市新生代开拓多样化生活推出的一款时尚座驾，观致3都市SUV 1.6T将提供5种不同配置的车型供消费者选择，售价区间为13.99-17.99万元。
作为观致汽车模块化平台的最新产品，观致3都市SUV 1.6T的轴距在观致3轿车、观致3五门版的轴距基础上增加了4mm，达2694mm，车身宽度也有所增加，可轻松容纳五人乘坐和出行的行李。而经过特殊调校的前麦弗逊独立悬挂与后欧米茄型扭力梁式悬挂让观致3都市SUV 1.6T在复杂路况上的表现更胜人一筹。此外，观致3都市SUV 1.6T在满载情况下拥有170mm最小离地间隙，以及更高的座椅高度，带来了更好的通过性和更宽阔的驾驶视野。
除了上述SUV化的多功能设计特色，对于那些喜爱多样化生活方式的都市新生代而言，观致3都市SUV 1.6T的车载互联科技也是都市品致生活的新鲜元素。这款车型将配备于2015年上半年升级上线的观致互联服务平台——观致逸云TM2.0版。产品科技含量提升的同时，新版系统所进行的大量优化与创新带来了让人愉悦的车载互联生活新体验，也彰显观致汽车不断凭借科技来满足目标消费者“尽享更多”的用车诉求。
2014年12月21日，东风雪铁龙品牌嘉年华暨C3-XR上市发布会在上海举行。和其他发布会直奔主题不同，雪铁龙先是回顾了历史上的经典车型，从TYPE A到TRACTION AVANT，从2CV 再到后来的XM、C6，然后是富康、毕加索、C4L、爱丽舍、C5等国内经典车型的舞台秀，最后轮到C3-XR出场。很显然，雪铁龙希望用近百年的荣耀和东风雪铁龙22年的辉煌唤起人们对这个品牌认知，更诠释了雪铁龙舒适、时尚、科技的品牌DNA。
作为东风雪铁龙品牌中期规划“龙腾C计划”的重磅车型，C3-XR上市将助力品牌形象和市场份额的“双提升”，同时也将揭开雪铁龙品牌历史的新篇章。C3-XR的目标人群是有着别样青春的“城市自由派”。动力总成包括1.6L CVVT和1.6THP两种，共8款车型，10.88-17.18万元的极具诱惑力价格，全面满足了年轻消费者对城市SUV的完美期待。
长安铃木启悦
Suzuki ALIVIO
2014年12月23日，长安铃木中级三厢车启悦于海南三亚正式上世。上市发布会上，长安铃木官方宣布，启悦将推出舒享型、乐享型、尊享型三种级别共五款车型，并提供星辰银、丹霞红、晶岩灰、曙光棕、珠光白、铂金灰六种颜色供消费者选择。启悦的售价区间为：8.79-12.19万元。由于启悦已全系入选国家节能惠民推广目录，消费者购车时可在市场指导价基础上叠加享受3000元的节能惠民补贴。
启悦车身尺寸为4545/1730/1475mm，轴距达到了2650mm。在“Sporty & Noble”的设计主题指引下，实现了动感元素与优雅气质的完美融合。内饰方面，启悦以简洁明快的风格，将家庭的舒适与温馨延伸至整个驾乘空间。T字型中控台简洁明了，辅以大量镀铬装饰件，赋予了其丰富的空间层次;中控台和前门板上采用了仿木纹样式的装饰条，营造出精致优雅的车内氛围。动力方面，新车搭载1.6L发动机，最大压缩比达11：1，最大功率达90kW，峰值扭矩达158Nm，分别匹配5速手动或6AT手自一体变速器，在保证强劲动力输出的同时实现了黄金能耗的目标。
北汽新能源车ES210
2104年12月16日，北汽新能源车ES210正式上市，仅推出畅睿版一款车型，售价34.69万元。该车基于绅宝D70平台开发，外观上也采用D70的设计，其车身尺寸长、宽、高分别为4861/1820/1462mm，轴距达到2755mm，风阻系数为0.28。配置方面，ES210具有无钥匙进入、一键启动、座椅记忆、防夹式车窗、电子防盗、TCS、ESP等丰富配置。动力上，新车搭载一套永磁同步电动机，最大功率80kW，峰值扭矩255Nm，最高时速130km/h，单次充电续航里程为175公里。