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燃料电池发展史综述

燃料电池发展史综述

来源:
2021/03/25 11:45
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【摘要】:

  燃料的研究

  燃料电池的发展

  燃料电池是一个独立的发电厂。它的产生和发展是基于电化学、电催化、电极过程动力学、材料科学、化学过程及其自动化。格罗夫于1839年发表了世界上第一份关于燃料电池的报告,距今已有160多年。从技术角度来看,我们认识到新概念的出现、发展和完善是燃料动力电池发展的关键。例如,燃料电池使用气体作为氧化剂和燃料,但气体在液体电解质中的溶解度非常低,导致电池的工作电流密度非常低。因此,提出了多孔气体扩散电极与电化学反应三相界面的概念。多孔气体扩散电极的出现为燃料动力电池的实际应用提供了必要的条件。为了稳定三相界面,采用聚四氟乙烯等疏水材料的双孔电极制备粘结疏水电极。固态电解质膜燃料电池驱动,如质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池,为了建立一个三相电极接口,离子交换树脂或固体氧化物电解质材料混合到ElectroCatalyst实现三维电极。

  材料科学是燃料电池发展的基础。一种性能优良的新材料的发现及其在燃料动力电池中的应用将推动燃料动力电池的快速发展。如石棉膜的研制及其在碱性电池中的成功应用,保证了石棉膜碱性氢氧燃料电池在航天飞机上的成功应用。稳定的熔融碳酸盐金属酸锂分离器的研制,加速了兆瓦熔融碳酸盐燃料电池实验电站的建设。随着氧化钇稳定氧化锆固体电解质分离器的发展,固体氧化物燃料电池已成为未来燃料电池分散动力装置的研究热点。全氟磺酸质子交换膜的出现,促进了质子交换膜燃料动力电池研究的复兴和迅速发展。

  20世纪60年代以前,由于水电、火电和化学电池的快速发展和进步,燃料动力电池一直处于理论和应用的基础研究阶段,重要的是相关的概念、材料和原理。燃料动力电池的突破对科学家来说很重要。20世纪60年代,由于载人飞船对大功率、高比功率、高比能电池的迫切需求,燃料动力电池受到一些国家和军事部门的高度重视。正是在这样的背景下,美国引进了培根技术,成功的阿波罗飞船上的重要动力源——培根型中温氢氧燃料电池。20世纪90年代以来,为了实现可持续发展,保护地球,造福子孙后代,人们越来越重视环境保护。在质子交换膜燃料动力电池快速发展的基础上,研制出了多种以质子交换膜燃料动力电池为动力的电动汽车,这些汽车除了成本高,性能也可与柴油机车媲美。因此,燃料动力电池电动汽车已成为美国政府和大型汽车公司关注和竞争的焦点。

  从投资的角度来看,之前燃料动力电池投资的发展很大程度上依赖于政府,但现在该公司已经成为燃料动力电池,特别是燃料动力电池电动汽车开发的主要投资方。世界上所有主要的汽车和石油公司都参与了燃料电池汽车的开发。在短短几年中,已经投入了80亿美元开发41种汽油驱动的电动汽车,包括24辆客车、9辆城际客车和3辆轻型卡车。今年,美国宣布了一项25亿美元的开发燃料电池汽车的计划,其中15亿美元来自各州政府,10亿美元来自三大巨头。

 

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