燃料電池及其應用

第1章 燃料電池簡介
1.1 燃料電池的歷史
1.1.1　燃料電池開發(fā)史
1.1.2　燃料電池現(xiàn)代史
1.2 燃料電池概述
1.2.1　燃料電池的發(fā)電原理
1.2.2　燃料電池的特點
1.2.3　燃料電池的種類
1.3 燃料電池的關(guān)鍵材料與組件
1.3.1　觸媒與多孔氣體擴散電極
1.3.2　電解質(zhì)隔膜
1.3.3　雙極板
1.4 燃料電池堆
1.5 燃料電池系統(tǒng)
1.6 燃料電池的發(fā)展與應用
1.6.1　靜置型發(fā)電站
1.6.2　車輛動力
1.6.3　便攜式電子產(chǎn)品小電源
1.6.4　其他應用
1.7 可持續(xù)發(fā)展與氫能經(jīng)濟
1.7.1　能源概念
1.7.2　能源變遷
1.7.3　氫能經(jīng)濟
1.8 燃料電池與再生能源
1.8.1　太陽能與燃料電池
1.8.2　溫室氣體與燃料電池
1.8.3　再生式燃料電池
1.8.4　生物能與燃料電池
問題與討論
第2章 燃料電池的效率
2.1 電極熱力學
2.1.1　自由能與理想電位
2.1.2　電池電勢與溫度的關(guān)系
2.1.3　電池電勢與壓力的關(guān)系
2.2 電極反應動力學
2.2.1　巴特勒-沃爾默方程式
2.2.2　極化
2.2.3　活化過電勢
2.2.4　濃度過電勢
2.2.5　歐姆過電勢
2.2.6　極化曲線
2.3 效率
2.3.1　燃料電池理想效率
2.3.2　燃料電池實際效率
2.3.3　燃料電池系統(tǒng)效率
問題與討論
第3章 磷酸燃料電池（PAFC）
3.1 磷酸燃料電池的原理與簡介
3.2 磷酸燃料電池的組件、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)
3.2.1　電解質(zhì)與載體
3.2.2　電極
3.2.3　雙極板
3.2.4　電池堆與系統(tǒng)
3.3 磷酸燃料電池的性能分析
3.3.1　壓力效應
3.3.2　溫度效應
3.3.3　反應氣體組成與利用率效應
3.3.4　雜質(zhì)效應
3.4 磷酸燃料電池的應用與發(fā)展現(xiàn)況
問題與討論
第4章 質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）
4.1 質(zhì)子交換膜燃料電池的原理與特點
4.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的關(guān)鍵組件
4.2.1　質(zhì)子交換膜
4.2.2　觸媒與電催化反應
4.2.3　電極
4.2.4　膜電極組
4.2.5　雙極板與流場
4.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的性能分析
4.3.1　質(zhì)子交換膜燃料電池性能的實驗測試
4.3.2　質(zhì)子交換膜燃料電池性能的數(shù)學模型分析
4.4 電池堆技術(shù)
4.4.1　電池堆的密封技術(shù)
4.4.2　電池堆的水管理與增濕技術(shù)
4.4.3　電池堆的散熱技術(shù)
4.5 質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展
4.5.1　電動汽車（乘客車）
4.5.2　燃料電池電動摩托車
4.5.3　質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機
4.6 質(zhì)子交換膜燃料電池商品化所面臨的挑戰(zhàn)
4.6.1　成本問題
4.6.2　燃料供應與基礎(chǔ)設施問題
問題與討論
第5章 熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）
5.1 熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理
5.2 熔融碳酸鹽燃料電池的組件與結(jié)構(gòu)
5.2.1　電解質(zhì)載體隔膜
5.2.2　陽極
5.2.3　陰極
5.2.4　電解質(zhì)管理
5.2.5　雙極板與電池堆結(jié)構(gòu)
5.3 熔融碳酸鹽燃料電池的性能分析
5.3.1　壓力效應
5.3.2　溫度效應
5.3.3　反應氣體的組成與利用率效應
5.3.4　雜質(zhì)效應
5.3.5　燃料利用率與內(nèi)重整反應
5.4 熔融碳酸鹽燃料電池的發(fā)展現(xiàn)況
問題與討論
第6章 固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC）
6.1 固態(tài)氧化物燃料電池的原理與特點
6.2 固態(tài)氧化物燃料電池的組件與材料
6.2.1　電解質(zhì)
6.2.2　觸媒與電極
6.2.3　雙極連接板與密封材料
6.3 電池堆結(jié)構(gòu)
6.3.1　管式固態(tài)氧化物燃料電池
6.3.2　平板式固態(tài)氧化物燃料電池
6.4 固態(tài)氧化物燃料電池的性能分析
6.4.1　壓力效應
6.4.2　溫度效應
6.4.3　反應氣體的組成與利用率效應
6.4.4　雜質(zhì)效應
6.5 固態(tài)氧化物燃料電池的發(fā)展現(xiàn)況
問題與討論
第7章 堿性燃料電池（AFC）
7.1 堿性燃料電池的原理
7.2 堿性燃料電池的關(guān)鍵組件
7.2.1　觸媒與電極結(jié)構(gòu)
7.2.2　電解質(zhì)載體隔膜
7.2.3　雙極板與流場
7.2.4　電池堆結(jié)構(gòu)
7.2.5　電解質(zhì)的管理
7.3 堿性燃料電池的開發(fā)應用
7.3.1　培根型堿性燃料電池的開發(fā)
7.3.2　阿波羅宇宙飛船用堿性燃料電池
7.3.3　航天飛機用堿性燃料電池
問題與討論
第8章 直接甲醇燃料電池（DMFC）
8.1 直接甲醇燃料電池的工作原理
8.1.1　電極反應方程式
8.1.2　甲醇電催化氧化機制
8.2 直接甲醇燃料電池的性能分析
8.2.1　甲醇電催化觸媒的設計
8.2.2　工作條件與進料方式
8.2.3　膜電極組的結(jié)構(gòu)
8.2.4　電解質(zhì)膜的特性
8.3 直接甲醇燃料電池的發(fā)展現(xiàn)況
問題與討論
第9章 燃料電池的計算實例
9.1 電池可逆電勢的計算
9.2 溫度效應對氫氧燃料電池理想電勢的影響
9.3 氫氧燃料電池工作電壓與效率的關(guān)系
9.4 可逆電勢與焓變、熵變，以及比容的關(guān)系
9.5 氫氧燃料電池電流產(chǎn)生量與氫氣流量的關(guān)系
9.6 燃料電池發(fā)電容量與燃料流量的關(guān)系
9.7 燃料電池反應生成物組成的計算
9.8 熔融碳酸鹽燃料電池反應物與生成物成分的計算
9.9 水氣轉(zhuǎn)移平衡反應對燃料組成的影響
附錄
附錄A：燃料電池常用單位轉(zhuǎn)換因子
附錄B：燃料電池常用物理常數(shù)
附錄C：燃料電池網(wǎng)絡資源
參考文獻