[正版] 燃料电池系统解析 原书3版 工业农业技术 汽车 机械工业出版社 正版书籍

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【适读人群】

《燃料电池系统解析》适合燃料电池系统研究开发人员阅读参考，也适合车辆工程等专业的师生阅读使用。

【图书特色】

1. 本书是澳大利亚研究燃料电池将近40年的两位专家对燃料电池系统的解析，经过两次改版，2019年出版的新版技术图书。

2. 本书内容包括燃料电池基础知识，质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、直接液体燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池等常见燃料电池系统的组成、原理、优缺点、开发中的关键点、商业化应用现状及前景，以及燃料电池的燃料、氢的储存、燃料电池的完整系统及未来。

3. 本书将继续为大学和技术学校的师生提供燃料电池系统原理、设计和实施的介绍和概述，并为选择进入燃料电池技术领域的研究人员充当入门读本。

作译者简介
前言
章燃料电池引言……1
1.1研究历史……1
1.2燃料电池基础知识……6
1.3电极反应速率……8
1.4电堆设计……9
1.5供气和冷却……12
1.6主要技术……14
1.7可机械充电的电池和其他燃料电池……16
1.7.1金属空气电池……16
1.7.2氧化还原流通电池……17
1.7.3生物燃料电池……19
1.8电池的辅助系统设备……19
1.9燃料电池系统：关键参数……20
1.10优点和应用……21
扩展阅读……21
第2章效率和开路电压……22
2.1开路电压：氢燃料电池……22
2.2开路电压：其他燃料电池和电池……26
2.3效率及其限制……26
2.4效率和电压……29
2.5压力和气体浓度的影响……30
2.5.1能斯特方程……30
2.5.2氢分压……32
2.5.3燃料和氧化剂的利用……32
2.5.4系统压力……33
2.6小结……34
扩展阅读……34
第3章燃料电池的工作电压……35
3.1电压与电流的基本关系……35
3.2术语……36
3.3燃料电池的不可逆性……37
3.4活化损失……38
3.4.1塔菲尔方程……38
3.4.2塔菲尔方程常数……39
3.4.3降低极化电位……42
3.5内部电流和燃料交换损失……42
3.6欧姆损失……45
3.7质量传输损失……45
3.8合并不可逆项……47
3.9电气双层……47
3.10辨别不可逆项的方法……49
3.10.1循环伏安法……49
3.10.2交流阻抗谱……51
3.10.3电流中断……54
扩展阅读……56
第4章质子交换膜燃料电池……57
4.1概述……57
4.2高分子电解质：工作原理……60
4.2.1全氟磺酸膜……60
4.2.2改性的全氟磺酸膜……63
4.2.3替代磺化和非磺化膜……64
4.2.4酸碱络合物和离子液体……65
4.2.5高温质子导体……66
4.3电极与电极结构……67
4.3.1催化剂层：铂基催化剂……67
4.3.2催化剂层：用于还原氧气的替代催化剂……70
4.3.3催化剂层：阳极……73
4.3.4催化剂耐久性……73
4.3.5气体扩散层……74
4.4水管理……76
4.4.1水合与水运动……76
4.4.2气流和水蒸发……78
4.4.3空气湿度……80
4.4.4自加湿电池……82
4.4.5外部加湿的原理……84
4.4.6外部加湿的方法……85
4.5冷却和空气供应……86
4.5.1阴极送风冷却……86
4.5.2反应物和冷却空气分开……87
4.6电堆构造方法……89
4.6.1简介……89
4.6.2碳基双极板……90
4.6.3金属双极板……91
4.6.4流场形式……93
4.6.5其他拓扑形式……94
4.6.6混合反应物燃料电池……96
4.7电池工作压力……97
4.7.1技术问题……97
4.7.2高压工作的优势……98
4.7.3其他因素……101
4.8燃料种类……101
4.8.1重整烃类……101
4.8.2酒精和其他液体燃料……102
4.9实际应用的商业化燃料电池系统……103
4.9.1小型系统……103
4.9.2中型燃料电池系统及固定电站应用……104
4.9.3在交通系统中的应用……106
4.10系统设计、电堆生命周期及相关问题……108
4.10.1膜降解……108
4.10.2催化剂降解……108
4.10.3系统控制……109
4.11组合式可再生燃料电池……109
扩展阅读……112
第5章碱性燃料电池……113
5.1工作原理……113
5.2系统设计……114
5.2.1循环电解质溶液……114
5.2.2静态电解质溶液……117
5.2.3溶解燃料……119
5.2.4阴离子交换膜燃料电池……120
5.3电极……122
5.3.1烧结镍粉……123
5.3.2雷尼金属……123
5.3.3轧制碳……123
5.3.4催化剂……125
5.4电堆设计……126
5.4.1单极和双极……126
5.4.2其他电堆设计……126
5.5工作压力和温度……127
5.6机遇与挑战……130
扩展阅读……130
目录●●●●●●●●●●燃料电池系统解析原书第3版第6章直接液体燃料电池……131
6.1直接甲醇燃料电池……131
6.1.1工作原理……133
6......

《燃料电池系统解析》是对燃料电池系统的解析，内容包括燃料电池基础知识，质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、直接液体燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池等常见燃料电池系统的组成、原理、优缺点、开发中的关键点、商业化应用现状及前景，以及燃料电池的燃料、氢的储存、燃料电池的完整系统及未来。附录中也对燃料电池常见计算给出方程式。

【作者简介】

安德鲁·L.迪克斯（Andrew L.Dicks），英国皇家化学会院士。他在英国接受教育，毕业于拉夫堡大学（Loughborough University），然后开始在英国天然气工业公司实验室工作。他的个研究项目专注于制气过程中的非均相催化剂，并于1981年获得博士学位。在20世纪80年代中期，BG任命安德鲁领导燃料电池的研究工作，该研究主要针对熔融碳酸盐和固体氧化物系统。该团队率先将过程建模应用于燃料电池系统，特别是那些具有内部重整功能的系统。这项工作在20世纪90年代得到了欧盟委员会的支持，涉及与欧洲和北美的燃料电池开发商的合作。1994年，安德鲁因其对高温系统的研究而被联合授予天然气工程师和经理学会协会的亨利·琼斯爵士勋章。他还对质子交换膜燃料电池感兴趣，并成为不列颠哥伦比亚省维多利亚大学的一个项目的，巴拉德动力系统公司是该项目的工业合作伙伴。 2001年，他获得了澳大利亚的研究奖学金，这使他对催化和纳米材料在燃料电池系统中的应用的兴趣进一步得到追捧。自移居澳大利亚以来，他一直担任澳大利亚CSIRO的国家氢材料联盟理事和澳大利亚能源学会理事，继续推广氢和燃料电池技术。现在，世界各国政府和资助机构已就能源和清洁技术问题向他提供咨询。

戴维·A.J.兰德（David A.J.Rand）博士，在剑桥大学接受教育，毕业后，他进行了低温燃料电池的研究。 1969年，他加入了澳大利亚联邦科学与工业研究组织（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO）在墨尔本的实验室。进一步研究燃料电池的机理，并进行了矿物选矿的电化学研究之后，他于20世纪70年代后期在该实验室成立了新型电池技术小组，并一直保持领导地位，直到2003年。美国先进铅酸技术协会Battery Consortium于1992年成立，他是*初的六位发起科学家之一，并于1994年担任经理。他是UltraBatteryTM公司的共同创建人，该公司在混合动力汽车和可再生能源存储应用领域提供服务。作为首席研究科学家，他一直担任CSIRO的氢气和可再生能源科学顾问，直到2008年退休。他目前仍然是该组织的荣誉研究员，并一直担任该组织的首席能源科学家。此后他一直担任世界太阳能挑战赛的首席能源科学家。他于1991年被英国皇家化学学会授予法拉第奖章，于1996年被保加利亚科学院授予联合国教科文组织加斯顿·普朗特奖章，并于2006年被澳大利亚皇家化学学院授予RH斯托克斯奖章。他于1998年当选为澳大利亚技术科学与工程学院院士，并于2013年成为澳大利亚勋章的成员，为能源存储领域的科学和技术发展提供服务。

【译者简介】

张新丰博士，本科及研究生均毕业于清华大学汽车工程系（现为车辆与运载学院），师从连小珉、、杨殿阁等教授，博士论文《汽车智能电器系统》获得清华大学博士论文二等奖，并获得“清华大学博士毕业生”称号。2009年加入同济大学汽车学院任教，担任同济大学新能源汽车工程中心燃料电池系统部部长，汽车学院院长助理、燃料电池发动机动态匹配与性能测试实验室主任等职务，兼任清华大学汽车安全与节能国家重点实验室客座研究员。2013 ~ 2014期间在加拿大维多利亚大学、不列颠哥伦比亚大学等地访问从事清洁能源研究；2018年加入东风汽车集团技术中心，副总工程师/部长级总监，并为东风汽车公司代金属电堆和系统开发、工业化做出了贡献，2020年入选湖北武汉“黄鹤英才”领军人物。

他在工程研究和教学生涯前期专注分布式控制系统、智能交通、车联网等领域，加入同济大学之后从事燃料电池汽车相关研发十余年，参与及承担燃料电池汽车相关课题多项。以作者发表SCI/EI期刊论文40余篇，出版编著作5本，200万字；并长期担任，，等期刊审稿人。他积极参与国家《节能与新能源汽车技术路线图》《燃料电池汽车设计》等编写工作，在中国节能与新能源汽车发展方面，为行业和国家提供服务。

张智明，男，1979年4月生，籍贯辽宁辽阳，博士，博士后，同济大学汽车学院讲师，硕士生导师。

2005年3月上海外国语大学出国留学人员培训部法语培训，同年9月国家公派赴法留学，从事燃料电池电堆基础理论和关键设计研究，获法国自然科学与工程博士学位，具备博士后研究经历。2011年回国，在同济大学汽车学院/新能源汽车工程中心从事车用燃料电池电堆、空压机以及加湿器等设计开发工作。独立主持同济大学青年人才基金、留学归国人员科研启动基金、*博士点基金、同济大学基础研究能力提升计划、上海市自然科学基金和国家自然科学基金等。主要参与国家科技支撑项目、国家重大仪器设备项目以及国家重点研发计划，并与上汽集团、上汽大众、德国大众、博世等企业开展多项横向课题研究和协同创新项目。迄今为止在国内外学术期刊发表学术论文近30篇，授权发明10余项，出版《车用燃料电池系统建模、仿真与控制基础》和《电动汽车工程手册-燃料电池电动汽车设计》等学术专著。面向本科生讲授流体力学与液压传动、汽车理论和汽车设计等骨干课程。 面向研究生讲授模态理论与试验（全英文）和车辆系统动力学（全英文）等专业课程。