全新正版燃料电池系统解析原书第3版97871116771机械工业出版社

作译者简介
前言
章燃料电池引言1
11研究历史1
12燃料电池基础知识6
13电极反应速率8
14电堆设计9
15供气和冷却12
16主要技术14
17可机械充电的电池和
燃料电池16
171金属空气电池16
172氧化还原流通电池17
173生物燃料电池19
18电池的辅系统设备19
19燃料电池系统：关键参数20
110优点和应用21
扩展阅读21
第2章效率和开路电压22
21开路电压：氢燃料电池22
22开路电压：燃料
电池和电池26
效率及其限制26
24效率和电压29
25压力和气体浓度的影响30
251能斯特方程30
252氢分压32
253燃料和氧化剂的利用32
254系统压力33
26小结34
扩展阅读34
第3章燃料电池的工作电压35
31电压与电流的基本关系35
3术语
33燃料电池的不可逆37
34活化损失38
341塔菲尔方程38
342塔菲尔方程常数39
343降低极化电位42
35内部电流和燃料交换损失42
36欧姆损失45
37质量传输损失45
38合并不可逆项47
39电气双层47
310辨别不可逆项的方法49
3101循环伏安法49
3102交流阻抗谱51
3103电流中断54
扩展阅读56
第4章质子交换膜燃料电池57
41概述57
42高分子电解质：工作原理60
421全氟磺酸膜60
422改的全氟磺酸膜63
4替代磺化和非磺化膜64
424酸碱络合物和离子液体65
425高温质子导体66
43电极与电极结构67
431催化剂层：铂基催化剂67
432催化剂层：用于还原氧气的
替代催化剂70
433催化剂层：阳极73
434催化剂耐久73
435气体扩散层74
44水管理76
441水合与水运动76
442气流和水蒸发78
443空气湿度80
444自加湿电池82
445外部加湿的原理84
446外部加湿的方法85
45冷却和空气供应86
451阴极送风冷却86
452反应物和冷却空气分开87
46电堆构造方法89
461简介89
462碳基双极板90
463金属双极板91
464流场形式93
465拓扑形式94
466混合反应物燃料电池96
47电池工作压力97
471技术问题97
472高压工作的优势98
473因素101
48燃料种类101
481重整烃类101
482酒精和液体燃料102
49实际应用的商业化燃料
电池系统103
491小型系统103
492中型燃料电池系统及
固定电站应用104
493在交通系统中的应用106
410系统设计、电堆生命周期及
相关问题108
4101膜降解108
4102催化剂降解108
4103系统控制109
411组合式可燃料电池109
扩展阅读112
第5章碱燃料电池113
51工作原理113
52系统设计114
521循环电解质溶液114
522静态电解质溶液117
5溶解燃料119
524阴离子交换膜燃料电池120
53电极122
531烧结镍粉1
532雷尼金属1
533轧制碳1
534催化剂125
54电堆设计126
541单极和极6
542电堆设计126
55工作压力和温度127
56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
61直接甲醇燃料电池131
611工作原理133
612与质子交换膜电解质的
电极反应134
613与碱电解质的
电极反应135
614阳极催化剂135
615阴极催化剂136
616系统设计136
617燃料交换138
618减少燃料交换的
标准方法138
619减少燃料交换的
前瞻方法139
6110甲醇生产140
6111甲醇安全与储存140
62直接乙醇燃料电池141
621工作原理141
622乙醇氧化、催化剂及
反应机理142
6低温运行时的能和
挑战144
624高温直接乙醇燃料电池144
63直接丙醇燃料电池144
64直接乙二醇燃料电池145
641工作原理145
642乙二醇：阳极氧化146
643电池能146
65甲酸燃料电池147
651甲酸：阳极氧化147
652电池能 148
66硼氢化物燃料电池148
661阳极催化剂150
662挑战150
67直接液体燃料电池的应用152
扩展阅读154
第7章磷酸燃料电池155
71高温燃料电池系统155
72系统设计156
721燃料加工156
722燃料利用157
7热交换器160
73操作原则163
731电解液163
732电极和催化剂164
733电堆构造165
734电堆冷却和歧管166
74能167
741操作压力168
742工作温度168
743燃料和氧化剂成分
的影响169
744一氧化碳和硫的影响169
75技术发展170
扩展阅读172
第8章熔融碳酸盐燃料电池173
81工作原理173
82电池组件176
821电解质177
822阳极178
8阴极179
824非多孔组件180
83电堆构造和密封180
831歧管181
832内部和外部重整182
84能14
841压力的影响184
842温度的影响186
85实际系统186
851Fuel Cell Energy（美国）186
852Fuel Cell Energy Solutions
(欧洲)189
853日本设施192
854韩国设施192
86未来研发193
87制氢和二氧化碳分离195
88直接碳燃料电池196
扩展阅读198
第9章固体氧化物燃料电池199
91工作原理199
911高温（HT）电池199
912低温（IT）电池201
92组件202
921HT燃料电池的氧化
锆电解质202
922IT燃料电池的电解质203
9阳极206
924阴极209
925互连材料210
926密封材料210
93实际设计和堆放布置211
931管状设计211
932平面设计214
94能215
95开发和商业系统216
951管状SOFC217
952平面SOFC219
96联合循环及系统220
扩展阅读222
0章燃料电池的燃料224
101综述224
102化石燃料227
1021石油227
1022来自油砂、油页岩和天然气
水合物的石油229
10煤与煤气229
1024天然气和煤层气1
103生物燃料2
104燃料基本处理5
1041燃料电池的需求5
1042脱硫作用5
1043蒸汽重整
1044碳的形成和预重整
1045内部重整241
1046碳氢化合物直接氧化243
1047部分氧化和自热重整244
1048太阳能热重整245
1049吸附强化重整反应247
10410高温分解制氢或碳氢化合物
的热裂解247
10411燃料进一步处理:去除
一氧化碳249
105气体分离膜的发展251
1051致密膜251
1052致密陶瓷膜252
1053多孔膜252
1054氧气分离252
106实用的燃料处理过程：固定式
布置253
1061工业蒸汽重整253
1062天然气蒸汽重整254
1063重整和部分氧化设计256
107实用的燃料处理过程:移动
设备的应用260
108电解槽262
1081电解槽的使用262
1082应用 264
1083电解效率268
1084光电化学电池268
109热化学制氢和化学循环270
1091热化学循环270
1092化学循环272
1010生物制氢273
10101简介273
10102光合作用与水分解273
10103生物转化反应275
10104消化过程275
扩展阅读276
1章氢气的存储277
111从能源战略出发进行思索277
112氢气的安全279
113压缩氢气281
1131存储容器281
1132储能效率282
1133储氢成本282
1134安全方面283
114液态氢284
115可逆的金属氢化物286
116简单的含氢化学物质290
1161有机物质290
1162碱金属氢化物291
1163氨、胺和291
117复杂含氢化学物质293
1171丙酸酯293
1172硼氢化物293
118纳米结构储氢材料295
119储氢技术评估297
扩展阅读299
2章氢燃料电池系统及
未来300
121辅系统零部件300
1211空压机300
1212涡轮式空压机308
1213引器循环器310
1214风扇与鼓风机310
1215泵311
122功率器件312
1221直流变换器及关
器件312
1222降压稳压器314
12升压调压器316
1224逆变器317
1225燃料电池电力接口及与电网
连接问题322
1226功率因子及其修正3
1燃料电池+蓄电池混合系统325
124燃料电池系统分析328
1241油井到车轮的效率分析329
1242传动系统分析331
1243生命周期评估332
1244处理模型333
1245发展趋势336
125商业现实337
1251回到基本盘337
1252商业化进程338
126未来展望：水晶球中仍然有
疑云340
扩展阅读342
附录343
附录1摩尔吉布斯自由能变化的
计算343
A11氢燃料电池343
A12一氧化碳燃料电池345
附录2可用燃料电池方程式346
A21简介346
A22氧气和空气用量347
A出风量348
A24氢气用量348
A25产水率349
A26发热量350
附录3燃料电池排气中空压机所需功率和
涡轮机可回收功率的计算350
A31空压机所需的功率350
A32涡轮从燃料电池废气中
回收功率351
专业术语353

安德鲁?迪克斯（AndrewL.Dicks），英皇化学会院士。他在英国接受教育，于拉夫堡大学（LouoroughUniversity），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。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，他获得了澳大利亚昆士兰大学的高级研究奖学金，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，世界各国和资机构已就能源和清洁技术问题向他提供咨询。
戴维·兰德（DavidA.J.Rand）博士，在剑桥大学接受教育，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（CommonwealthScientificandIndustrialResearchOrganisation,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。美国铅酸技术协会BatteryConsortium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年被英皇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。