石油毕业论文：燃料电池

早在1839年，英国人w.grove就提出了氢和氧反应可以发电的原理，这就是最早的氢-氧燃料电池(fc)。但直到20世纪60年代初，由于航天和国防的需要，才开发了液氢和液氧的小型燃料电池，应用于空间飞行和潜水艇。近二三十年来，由于一次能源的匮乏和环境保护的突出，要求开发利用新的清洁再生能源。燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。美国矿物能源部长助理克.西格尔说：“燃料电池技术在21世纪上半叶在技术上的冲击影响，会类似于20世纪上半叶内燃机所起的作用。”福特汽车公司主管pngv经理鲍伯.默尔称，燃料电池必会给汽车动力带来一场革命，燃料电池是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和积木化的动力装置。预期燃料电池会在国防和民用的电力、汽车、通信等多领域发挥重要作用。美国arthur le公司最新估计，2017年燃料电池在能源系统市场将提供1 500～2 000mw动力，价值超过30亿美元，车辆市场将超过20亿美元;2017年燃料电池在运输方面的商业价值将达到90亿美元。

燃料电池的工作原理和分类、特点和优势

燃料电池发生电化学反应的实质是氢气的燃烧反应。它与一般电不同之处在于燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是起催化转换作用。所需燃料(氢或通过甲烷、天然气、煤气、甲醇、乙醇、汽油等石化燃料或生物能源重整制取)和氧(或空气)不断由外界输入，因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的装置。以熔融碳酸盐型燃料电池为例，图1为燃料电池的结构示意图。

在燃料电池电极上反应如下：

阳极反应：h2+co32-=h2o+co2+2e-

阴极反应：1/2o2+co2+2e-=co32-

总反应：1/2o2+h2=h2o

燃料电池多种分类。按燃料类型可分为直接型、间接型和再生型。按电解质种类又可分为磷酸盐型燃料电池(pafc)--第一代fc;熔融碳酸盐型燃料电池(mcfc)--第二代fc;固体氧化物型燃料电池(sofc)--第三代fc。表1列出了几种主要类型燃料电池的燃料、电解质、电极和工作温度等基本特点。