正版 燃料电池:事实与数据:data, facts, and figures

第一篇交通运输领域：推进机理001

Ⅰ基准和标准的定义002

1纯电动汽车002

参考文献009



2乘用车循环工况010

2.1引言010

2.2用于乘用车型式认证的循环工况010

2.3研究项目中的循环工况011

2.4循环工况的特点011

2.5所选循环工况及其图示014

2.6结论017

参考文献018



3氢燃料的品质019

3.1引言019

3.2氢燃料020

3.3燃料品质的影响021

3.4燃料电池汽车的燃料品质021

3.5单电池测试021

3.6现场数据022

3.7燃料质量验证023

3.8结论024

参考文献025



4燃料消耗026

4.1引言026

4.2制氢026

4.3氢气包装027

4.4燃料电池汽车的氢耗028

4.5结论029

参考文献029



Ⅱ示范项目030

5燃料电池汽车的全球发展现状030

5.1引言030

5.2汽车制造商的近期动向031

5.3示范项目的关键数据和结果032

5.4燃料电池汽车的技术数据037

5.5结论047

参考文献048



6燃料电池汽车：中国051

6.1引言051

6.2国家研发战略（2011～2015年）051

6.3国家政策052

6.4已发布的技术标准053

6.5案例展示054

6.6商业化：以上汽汽车为例055

6.7结论056

参考文献056



7国家特定项目研究成果：韩国057

7.1引言057

7.2燃料电池汽车示范项目057

7.3结论061



8通用HydroGen4：基于雪佛兰Equinox的燃料电池汽车062

8.1引言062

8.2工艺065

8.3结论070

致谢071

参考文献071



9国家特定项目研究成果：美国072

9.1引言072

9.2燃料电池电动客车概述072

9.3SunLine先进技术燃料电池电动客车073

9.4海湾地区零排放项目075

9.5SunLine美国燃料电池客车078

9.6结论080

参考文献080



Ⅲ质子交换膜燃料电池081

10聚合物电解质081

10.1引言081

10.2膜的特性082

10.3结论087

参考文献087



11质子交换膜燃料电池的膜电极089

11.1引言089

11.2膜电极的基本组成089

11.3膜电极的性能、耐久性和成本指标091

11.4膜电极对外部因素的鲁棒性和敏感性094

11.5技术差距095

11.6结论095

参考文献096



12气体扩散层098

12.1引言098

12.2多孔基片099

12.3微孔层100

12.4气体扩散层的特性101

12.5结论102

参考文献103



13质子交换膜燃料电池双极板材料104

13.1引言104

13.2复合材料双极板105

13.3金属材料双极板106

参考文献108



14质子交换膜燃料电池单电池110

14.1引言110

14.2单电池的主要组件110

14.3单电池的装配112

14.4单电池的性能测试112

14.5结论114

参考文献114



Ⅳ氢115

15高压气态储氢系统115

15.1引言115

15.2储氢系统分析116

15.3储氢系统成本119

15.4结论119

参考文献120



16金属氢化物121

16.1作为储氢介质的金属氢化物121

16.2金属氢化物的分类123

16.3金属氢化物的性能128

参考文献131



17低温高压复合储氢133

17.1引言133

17.2热力学原理134

17.3系统设计及运行原则137

17.4验证与安全140

17.5结论141

参考文献142



18车载安全143

18.1引言143

18.2高压容器燃料系统143

18.3氢气燃料补给要求和安全145

18.4结论147

参考文献147



第二篇交通运输领域：辅助动力装置148

19辅助动力装置用燃料149

19.1引言149

19.2柴油149

19.3喷气燃料152

19.4其他燃料154

19.5结论158

参考文献158



20燃料电池辅助动力装置的应用要求/目标160

20.1引言160

20.2DOE技术目标161

参考文献163



21燃料电池的船舶应用164

21.1引言164

21.2可能用于船舶的燃料电池系统165

21.3燃料电池海洋应用项目166

21.4未来系统的发展目标167

21.5结论168

参考文献168



22辅助动力装置用燃料的重整技术169

22.1引言169

22.2指南169

参考文献181



23用于辅助动力装置的PEFC系统184

23.1引言184

23.2PEFC的重整操作184

23.3应用概念187

23.4系统设计188

23.5系统效率190

23.6系统测试190

23.7结论191

参考文献191



24高温聚合物电解质燃料电池193

24.1引言193

24.2单电池和电池堆的操作特性194

24.3系统层级198

参考文献203



25应用于辅助动力装置的固体氧化物燃料电池系统：单电池、电池堆和电池系统205

参考文献211



第三篇固定领域212

26美国固定式燃料电池系统的部署和容量趋势213

26.1燃料电池备用系统213

26.2燃料电池热电联产系统215

参考文献222



27特定国家报告：日本223

27.1引言223

27.2住宅燃料电池系统销售的开端223

27.3Ene-Farm市场的发展225

27.4Ene-Farm的技术发展225

27.5针对共管公寓的Ene-Farm销售情况226

27.6结论226

参考文献227



28备用电源系统228

28.1引言228

28.2应用及功率等级229

28.3优点229

28.4燃料选择230

28.5产品参数230

28.6经济性231

28.7结论231

参考文献232



29固定式燃料电池：住宅应用233

29.1引言233

29.2关键特征233

29.3技术性能235

29.4经济地位和市场地位238

29.5结论240

参考文献240



30固定式燃料电池用燃料243

30.1引言243

30.2天然气244

30.3沼气、填埋气和生物甲烷246

30.4（生物）乙醇248

30.5氢气249

参考文献250



31固体氧化物燃料电池：单电池、电池堆及电池系统252

31.1引言252

31.2电池结构与材料253

31.3电池设计255

31.4电池堆概念257

31.5固定应用系统258

31.6性能和耐久性参数259

参考文献264



第四篇物料处理266

32燃料电池叉车系统267

32.1引言267

32.2叉车分类267

32.3水平拣选叉车的载货分布268

32.4叉车的能源供应269

32.5系统设置与杂化270

32.6叉车不同推进系统的成本比较272

参考文献274



33燃料电池叉车在美国的部署276

33.1燃料电池供电的物料搬运设备276

参考文献282



第五篇燃料供应283

34质子交换膜水电解技术284

34.1引言284

34.2水电解与PEM水电解的文献分析285

34.3用于PEM水电解的电催化剂285

34.4PEM水电解阳极载体287

34.5用于PEM水电解的膜287

34.6PEM电解中的电堆和系统成本288

34.7PEM电解系统与其竞争技术的比较289

参考文献291



35电转气294

35.1引言294

35.2主要部件和工艺步骤295

35.3H2和CH4的运输与应用299

35.4试验工厂的发展现状300

35.5结论301

参考文献301



第六篇法规与标准304

36氢安全与RCS（法规、规范和标准）305

36.1引言305

36.2氢安全305

36.3国际氢法规、规范和标准（RCS）的制定308

36.4结论309

参考文献310



附表非法定计量单位和换算系数311

德特勒夫·施托尔滕（Detlef Stolten），德国于利希研究中心电化学过程工程研究所主任。Stolten教授主要从事SOFC和PEFC系统相关的研究，比如电化学、堆叠技术、过程处理、系统工程以及分析。

赵英汝，厦门大学能源学院教授，能效工程研究所所长。主要研究围绕复杂能源系统的多尺度模拟和优化展开，侧重于对低碳技术和系统进行建模、分析与优化集成，综合系统能效、经济性和排放特性等因素对系统的整体性能进行评估，探寻能源体系的优化设计和运行方案。具体工作涉及能源互联网、智慧城市、区域能源规划、化工动力多联产、超临界二氧化碳布雷顿循环、燃料电池混合发电等工程应用研究。

1.原版书由德国于利希中心Detlef Stolten教授等领衔编写，涉及中国、欧洲、美国、日本、韩国等多国在燃料电池领域的进展。
2.中译本由厦门大学能源学院能源系统工程团队相关学者合作而成。
3.本书从材料、性能、安全、寿命、成本等方面对燃料电池在移动式和固定式应用领域的发展现状进行论述，并对相关示范、市场、法规和标准进行综了合介绍。

本书由国际知名的燃料电池专家编写而成，基于燃料电池领域的前沿成果，从材料、系统、性能、安全、寿命、成本等方面对燃料电池在移动式和固定式应用领域的发展现状进行了论述，并对相关示范、市场、法规和标准进行了综合介绍。书中数据丰富，涵盖了中国、欧洲、美国、韩国、日本等国家和地区在燃料电池领域取得的成果及应用现状。

本书可供汽车、氢能、燃料电池及相关产业的研究人员参考使用，也可作为相关产业管理者及决策者的数据参考用书。

1.原版书由德国于利希中心Detlef Stolten教授等领衔编写，涉及中国、欧洲、美国、日本、韩国等多国在燃料电池领域的进展。 2.中译本由厦门大学能源学院能源系统工程团队相关学者合作而成。 3.本书从材料、性能、安全、寿命、成本等方面对燃料电池在移动式和固定式应用领域的发展现状进行论述，并对相关示范、市场、法规和标准进行综了合介绍。