第二章part固體電解質(zhì)在其他方面的應(yīng)用演示文稿

第二章part固體電解質(zhì)在其他方面的應(yīng)用演示文稿目前一頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點第二章part固體電解質(zhì)在其他方面的應(yīng)用目前二頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點一、分離氧或氫的氧泵或氫泵基本原理：在一定溫度和氣氛下不同種類的固體電解質(zhì)各有其獨特占優(yōu)勢的某種離子遷移。固體電解質(zhì)分離氣體的方法直流通電法濃差電池短路法離子電子混合導(dǎo)電法氣相電解法目前三頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點1、直流通電法電極和電池反應(yīng)：空氣側(cè)：減壓側(cè)：電池反應(yīng)：連續(xù)通以直流電，氧將從空氣一側(cè)不斷抽至減壓一側(cè)，實現(xiàn)氧的分離，而得到純氧。目前四頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點質(zhì)子導(dǎo)電分離氫目前五頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點2、濃差電池短路法原理：不施加外電流，將兩極直接用導(dǎo)線相連，由于空氣一側(cè)氧分壓高，而純氧一側(cè)不斷用泵將氧氣抽走，氧壓低，而形成濃差電池。電池電動勢：電池兩側(cè)PO2相差越大，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行推動力越大。目前六頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點3、離子電子混合導(dǎo)電法原理：利用既具有離子導(dǎo)電又具有電子導(dǎo)電的固體電解質(zhì)，直接構(gòu)成氧濃差電池。不連接外導(dǎo)線，而利用電解質(zhì)內(nèi)部的短路電流實現(xiàn)空氣中氧的分離。目前七頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點4、氣相電解法原理：直流電解水蒸氣制備氧，同時得到富氫氣體，脫除水蒸氣即可得純氫。電極和電池反應(yīng)：負(fù)極：正極：電池反應(yīng)：目前八頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點目前九頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點例：氧傳感器在汽車尾氣中的應(yīng)用目前十頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點二、燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的化學(xué)系統(tǒng)主要部件為兩個電極和電解質(zhì)。在負(fù)極（燃料電極），燃料在催化劑作用下被拆開成為質(zhì)子（氫離子）和電子，電子沿外電路從負(fù)極流到正極，質(zhì)子通過電解質(zhì)與氧離子結(jié)合后生成水并釋放出熱量。雖然稱為燃料電池，其運(yùn)作過程中并不會產(chǎn)生明火,產(chǎn)生電能的過程不需要旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機(jī)等運(yùn)動部件。燃料電池構(gòu)造簡單，能量利用率高，噪音小而且穩(wěn)定理論上，應(yīng)用于汽車的燃料電池可以把氫燃料能量的60-70％轉(zhuǎn)化為動能，而內(nèi)燃機(jī)只能達(dá)到20-25％。

目前十一頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點由于燃料電池能將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，因此，它沒有像通常的火力發(fā)電機(jī)那樣經(jīng)過鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的能量形態(tài)變化，可以避免中間轉(zhuǎn)換的損失，達(dá)到很高的發(fā)電效率。同時還有以下一些特點：滿負(fù)荷或部分負(fù)荷均能保持高發(fā)電效率；不管裝置規(guī)模大小均能保持高發(fā)電效率；具有很強(qiáng)的過負(fù)載能力；通過與燃料供給裝置組合,可以適用的燃料廣泛；用天然氣和煤氣等為燃料時，NOx及SOx等排出量少，環(huán)境相容性優(yōu)。目前十二頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點簡單的說，燃料電池就是把化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。他與火力發(fā)電的區(qū)別在于燃料電池的能量轉(zhuǎn)變過程是直接的。如下圖：

燃料電池的特點目前十三頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點

燃料電池最常用的分類方法是根據(jù)所用電解質(zhì)的性質(zhì)，分為5大類：①堿性燃料電池（AFC)②磷酸燃料電池（PAFC)③熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC)④固體氧化物燃料電池（SOFC)⑤質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）

AFC是最成熟的燃料電池，主要應(yīng)用在空間技術(shù)方面；

PAFC主要用于電站建設(shè)，50~250KW電站已進(jìn)入商業(yè)化階段，

MCFC工作電站已達(dá)到MW級

SOFC主要用于電站建設(shè)

PEMFC在20世紀(jì)90年代以來發(fā)展很快，是最有發(fā)展?jié)摿Φ娜剂想姵?。燃料電池的分類目前十四頁\總數(shù)十六頁\編于二十三點4固體氧化物燃料電池固體氧化物燃料電池采用固體氧化物作為電解質(zhì)，除了高效、環(huán)境友好的特點外，無材料和電解液腐蝕等問題；在高的工作溫度下電池排出的余熱可以充分利用，使其綜合效率由50%提高到70%以上；燃料適用范圍廣，不僅能用H2，還可直接用CO、天然氣（甲烷）、煤汽化氣，碳?xì)浠?/p>