化学电源复Z习重点)(共14页)

1、新能源技术概论期末(q m)复习化学电源(dinyun)的定义。化学(huxu)电源：是一种将物质的化学能通过电化学氧化还原反应直接转换成电能的装置或系统，具有储存电能的功能。化学电源的主要种类与特点。一次电池：放电后不能用充电的方法使之复原，两电极的活性物质只利用一次。小型、携带方便，放电电流不大。二次电池：充电后可使之复原。能多次充放电，循环利用。燃料电池：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源。正负极本身不包含活性物质，将燃料（电极活性物质）输入电池就能长期放电。储备电池：储存期内电极活性物质和电解质不接触，或电解质处于固态；使用时借助动力源或水作用于电解质使电池激活。化学

2、电源的主要组成部分与作用。正极和负极：参与电极反应和导电，决定电池的电性能。电解质：保证正负极之间离子导电作用，有的参与成流反应或二次反应，或只起导电作用。隔膜：防止正、负极短路，允许离子通过。外壳：起保护作用。化学电源的主要参数：电动势：电池在断路条件下正负极间的平衡电势之差。开路电压：没有通电时电池的两电极之间的电压，小于电池电动势。额定电压：电池在规定的标准条件下工作时应达到的电压。工作电压：在电池两段接上负载R后，在放电过程中显示出来的电压。终止电压：电池在一定标准条件下放电时，电压逐渐降低，当电池不宜继续放电时，电池的最低工作电压。放电曲线：电池工作电压随时间变化的曲线。时率：以一定

3、的放电电流放完额定容量所需要的小时数。内阻：电流流过电池内部使电池电压降低的阻力。容量：一定放电条件下，可从电池获得的电量。比容量(rngling)：单位质量(zhling)或单位体积的电池所能给出的电量。倍率(bi l)：在规定时间内，电池放出其额定容量时所输出的电流值，数值上为额定容量的倍数,通常以字母C表示。自放电：电池在储存一段时间后，容量发生自动降低的现象。循环寿命：电池充电和放电一次称为一个周期或循环。电池容量降到某一规定值之前，能反复充、放电的次数称为循环寿命。什么是内阻？包括哪些类型，内阻过高对电池有何影响？内阻是电流流过电池内部使电池电压降低的阻力。包括欧姆内阻和极化内阻。电

4、池内阻大，会产生大量焦耳热引起电池温度升高，导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短，对电池性能、寿命等造成严重的影响。镍氢电池工作原理、镍氢电池充放电时的电极反应过程、镍氢电池如何避免过充过放过程中产生的气体使电池内压升高。相应机理。（掌握）镍氢电池工作原理：充电的时候，正极发生Ni(OH)2 NiOOH转变，负极则发生水分解反应，合金表面吸附氢，生成氢化物。放电过程是上述反应的逆反应，即正极发生NiOOH转变为Ni(OH)2，负极储氢合金脱氢，在表面生成水。（1）充电反应过程MH-Ni电池充电时，正极上的Ni(OH)2转变为NiOOH，水分子在储氢合金负极M上放电，分解出氢原子吸附在电极表面

5、上形成吸附态的MHab，再扩散到储氢合金内部而被吸收形成氢化物MHab。(2) 放电反应过程MH-Ni 电池放电时，NiOOH得到电子转变为Ni(OH)2，金属氢化物(MH)内部的氢原子扩散到表面而形成吸附态的氢原子，发生电化学反应生成储氢合金和水。过放电时，正极上可被还原的NiOOH已经被消耗完，这时H2O在镍电极上被还原。正极：（镍电极）： 2H2O+2e H2+2OH负极：（储氢合金电极）：H2+2OH2H2O+2e镍氢电池如何避免过充过放过程中产生的气体使电池内压升高。储氢合金的催化作用，可消除正极产生的O2和H2，从而使MH-Ni电池具有耐过充过放电能力。在电池设计的时候，采用正极限

6、容的方法，负极的容量大于正极容量。过充电时：正极上析出的氧气可以通过隔膜扩散到负极表面与氢复合，还原为H2O和OH-进入电解液，避免电池内压升高。过放电(fng din)时：正极上析出的氢气通过隔膜扩散到负极表面可以被储氢合金迅速吸收(xshu)，否则，在过放电时，MH电极上会析出氧，使MH合金氧化。用于NiMH电池(dinch)负极材料的储氢合金应满足的条件。(a) 储氢容量高；(b) 热碱电解质溶液中合金组分的化学性质相对稳定；(c) 反复充放电过程中合金不易粉化；(d) 良好的电和热的传导性；(e) 原材料成本低廉。镍氢电池优势和应用领域。（重点掌握）镍氢电池优势：(a) 能量密度高；(

7、b) 无镉污染，是绿色电池；(c) 大电流快速充放电；(d) 与NiCd电池具有互换性等独特优势。应用领域：小型便携式电子器件，电动工具、电动车。锂离子电池工作原理。充电时，正极上的电子通过外部电路到负极, 锂离子Li+从正极经过电解液穿过隔膜到达负极，与电子结合在一起。放电时, 电子从负极经过电子导体到达正极，锂离子Li+从负极经过电解液穿过隔膜到达正极，与电子结合在一起。无论充放电，电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同。锂离子电池正极材料要求。（掌握）正极材料要求：（1）相对锂的电极电位高，组成不随电位变化，粒子/电子导电率高，有利于降低电池内阻.（2）锂离子嵌入脱嵌可逆性好，反应

8、的体积变化小，扩散速度快，良好的循环特性和大电流特性。（3）与有机电解质和粘结剂接触性能好，热稳性好，有利于延长电池寿命和提高安全性能。锂离子电池正极材料主要类型及特点。（重点掌握）(1)钴酸锂(LiCoO2)：层状结构，工艺简单，电化学性质稳定。优点：可逆性、放电容量、充放电效率、电压的稳定性等。缺点：钴为稀有金属,成本高，产地比较集中；存在供给不稳定问题。(2)镍酸锂(LiNiO2)：层状结构(jigu)，优点：价格低廉、放电容量高；缺点：热稳定性差、放热量大，存在安全问题。定比组成在循环性能方面比较优越，但难以控制。(3)锰酸锂(LiMn2O4)：尖晶石结构(jigu),优点：Li的含量

9、较少，充电后，大部分Li脱出，不易发生过充电现象，不用预防措施，降低成本，安全性高，Mn在自然界含量较多，资源丰富、成本低。缺点：放电容量小，Mn在电解液中容易(rngy)溶出，使充放电特性劣化，高温充放电特性不好。（4）三元材料（LiNixMnyCol-x-yO2）镍系复合氧化物，LiNi1-xMxO2(M=Co,Mn)，镍和钴均匀分布的产物提高了初期充放电效率和放电容量等。均匀性低的，产生结晶格子膨胀、收缩等结构变化，使锂离子的插入、脱离反应的可逆性下降。LiNi0.6Co0.4O2与Mn复合得LiNi0.6Co0.3 Mn0.1O2，Co、Mn均匀分布的产物，两者的放电容量几乎相同（16

10、0mAh/g），而且可以有效的提高充放电寿命。用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作正极材料，更的大容量和优异的充放电循环周期特性。(5)磷酸铁锂(LiFePO4)橄榄石结构,具安全性，尤其耐高温，耐过充电性能。优点： 同属正交晶系，结构相似，嵌脱锂过程中晶胞参数和晶胞体积变化很小，优秀的循环稳定性。聚阴离子团提高了材料的释氧温度和热稳定性，使材料具有高的安全特性 。原料资源丰富、价格便宜、环境友好的特点。缺点：锂离子的扩散系数小，电子导电率低，导致其室温下的循环性能以及高倍充放电性能不是很好.（6）复合正极材料两种电极材料复合可以用来增强其性能，可以增加电池的循环性能。锂离子电池负极材料

11、要求。（掌握）（1）锂储存量高。（2）锂离子嵌入脱嵌反应快，固相中扩散系数大，电极电解液界面的移动阻抗小。（3）锂离子在电极材料中的存在状态稳定。（4）在电池的充放电循环中，碳负极材料体积变化小。（5）电子导电性高。（6）碳材料在电解液中不溶解锂离子电池碳负极材料的特点。碳负极材料：嵌锂容量高。嵌锂电位低且平坦，提供高而平稳的工作电压。容量受溶剂的影响程度较大，与有机溶剂的相容能力差。与锂电位相近，在使用过程中石墨层之间形易成金属锂枝晶。锂离子电池优势(yush)和应用领域（重点(zhngdin)掌握）优势(yush)：比能量高、充放电寿命长、安全可靠、无记忆效应、无污染、可快速充电、内阻小、

12、自放电率低等优点。工作电压高不仅节约了空间，又降低了成本。可消除电池组合时容量不匹配造成的问题。无记忆效应，不会产生容量或电压迅速衰减的问题。可随时充放电。放电过程平稳，易于准确识别电池中存余电量。应用领域：移动电话、笔记本电脑、小型摄像机、电动自行车、摩托车、电动汽车、军事用途。碱性燃料电池的特点AFC的特点优点：效率高可用非铂催化剂 可以采用镍板做双极板。缺点：电解质为碱性，易生成沉淀，影响电池性能水平衡问题影响电池的稳定性。磷酸型燃料电池的定义及特点磷酸型燃料电池（PAFC）：以浓磷酸为电解质，贵金属催化的气体扩散电极为正、负电极的中温型燃料电池。PAFC的优点：发电效率在35%-43%

13、之间，热电联供时，总效率为71%-85%；洁净、对环境污染小，没有(或很小)转动部件，振动和噪声污染也很小；适应多样燃料。PAFC的缺点：需要贵重金属铂做催化剂,需要外部的燃料处理器来重整燃料提高含氢量,降低了电池的效率增加了费用。熔融碳酸盐燃料电池的组成及特点熔融碳酸盐燃料电池的组成：MCFC主要由燃料电极(阳极)、空气电极(阴极)、熔融碳酸盐电解质及隔板等组成。优点：1、本体发电效率较高，不需要贵金属作催化剂；2、可使用的燃料范围广；3、排出的废热可以直接驱动燃气轮机/蒸汽机进行复合发电，进一步提高系统的发电效率。缺点：要较长的时间方能达到工作温度，不能用于交通运输，电解质的温度和腐蚀特性

14、用于家庭发电不太安全。质子交换膜型燃料电池的定义及工作原理（掌握）质子交换膜型燃料电池(PEMFC)：以全氟磺酸型固体聚合物为电解质的一类燃料电池，以铂/炭或铂-钌/炭为电催化剂，氢或净化重整气为燃料，空气或纯氧为氧化剂，带有气体流动通道的石墨或表面改性的金属板为双极板。工作原理：（以氢气为燃料，以氧气为氧化剂）：增湿后的氢气通过双极板上的气体通道穿过阳极扩散层，到达电池的阳极催化剂层，并吸附于催化剂层中。1. 吸附于阳极催化剂层中的氢气在铂催化剂的作用下，发生阳极反应，在阳极上产生(chnshng)电子。2. H2 2H+ 2e-或：nH2O + 1/2H2 H+nH2O + e-3. 随后

15、，H+或H+nH2O进入质子交换膜，通过与膜中磺酸基上的H+进行质子交换到达电池阴极。同时，增湿的氧气(yngq)也穿过双极板上的气体通道和扩散层，吸附于阴极电催化剂层中。4. 吸附于阴极催化剂中的氧气(yngq)与交换而来的H+在铂催化剂的作用下，发生阴极反应：1/2O2+ 2H+ + 2e H2O在阴极上电子被吸收，阳极氢在较低电位下氧化，阴极氧在较高电位下还原，两极间产生电位差，将外电路连接就会形成电流，向外电路输出电能。理论上PEMFC的转化率可超过80%。固体氧化物燃料电池优缺点。（掌握）SOFC优点：(1)单电池可以由传统的陶瓷工艺制成，电解质和电极的厚度小，缩短了离子和电子的传输

16、距离，降低了电池中的内耗；（2）全固态，无液态电极腐蚀和电解质液渗漏等问题（3)工作温度在600-800之间，金属可以作为其连接体材料，改善了电池的导电、导热性能，并使得生产成本降低缺点：在高温下才具有良好的电导率，存在着许多的缺点，如封装困难、稳定性能差、电极和连接材料的腐蚀，影响燃料电池的使用寿命，也使得电池的制作成本与运行成本高。微生物燃料电池的定义。微生物燃料电池（MFC)：利用微生物的作用进行能量转换(如碳水化合物的代谢或光合作用等)，把呼吸作用产生的电子传递到电极上的装置。燃料电池优势和应用领域（重点掌握）燃料电池具有高效率、无污染、无噪声、功率密度高、工作温度低、启动快、使用寿命

17、长等优点。在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景。全钒液流电池（VRB）的工作原理及特点。（掌握）全钒液电池将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，分别储存在各自的电解液储罐中。在对电池进行充放电时，电解液通过泵的作用，由外部储液罐分别循环流经电池的正极室和负极室，并在电极表面发生氧化和还原反应，实现电池的充放电。充电时，负极电解液V3 +在电极表面得到电子变为V2+，正极电解液V4 +失去电子变为V5 +；放电时，负极表面V2+失去电子变为V3 + ，电子通过电极传递流向负载而达到正极，在正极表面V5+失去电子变为V4 + 。优点：1）循环寿命很

18、长；2）充放电深度和电池的寿命几乎没有关系；频繁充放电对电池的寿命(shumng)几乎没有影响；4）电池容量可实时监测。缺点(qudin)：1）体积大；2）对环境温度要求(yoqi)太高；3）价格偏贵4）系统较复杂。钠硫电池的定义。钠硫电池：是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。在一定的工作温度下，钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生的可逆反应，形成能量的释放和储存。优点：能量密度大、使用寿命长、原材料易得、无自放电记忆效应。缺点：工作时需一定的加热保温，S易燃。二次能源：过程性能源（电能）、含能体能源（汽油、柴油） 氢的性质和特点：来源广、(2) 燃烧热值高、(3) 清洁

19、（无色无味无毒）、(4) 燃烧稳定性好，易做到比较完善的燃烧，燃烧效率很高、(5) 存在形式多（气态、液态或固态金属氢化物），能适应贮运及各种应用环境的不同要求。如何实现氢经济:现有能源体系向氢能体系过渡的计划：第一阶段为相关技术的研发阶段，在此基础上做出是否商业化的决策，此阶段中政府将起到主导作用；在第二阶段氢能初步进入市场，开始实现商业化，并在国家政策的引导下开始与氢能相关的基础建设投资；第三阶段氢能源和运输系统实用化，市场和基建投资规模不断扩大；第四阶段为市场与基础建设均已完善的阶段，氢能源和运输系统广泛应用于各个领域，完全实现“氢经济”。对于未来的“氢经济”而言，氢的应用技术主要包括：

20、燃料电池、燃气轮机(蒸汽轮机)发电、内燃机和火箭发动机。4.真正的“氢经济”距离人们的日常生活还比较遥远，主要原因是氢能的大规模利用离不开大量廉价氢的获得和安全、高效的氢气储存与输送技术，以及应用技术的开发。而现阶段的科技水平与这些条件相比尚存在一定差距，急需解决很多技术方面的难题。5.天然气制氢（主要成分是甲烷，其它成分为水、其它碳氢化合物、H2S、N2和COx。）(1)甲烷蒸汽重整： CH4 + H2O = CO + 3H2 H = + 49 kcalmol 水气转化反应 CO + H2O = CO2 + H2 H = - 10 kcalmol 随着反应的进行，蒸汽有可能被CO2取代，因此

21、会发生下面的反应： CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 H = + 59 kcalmol 上述反应均需催化剂的存在，最常用的催化剂是Ni。根据Le Chtelier理论，反应温度更高时，平衡状态下甲烷含量下降，CO含量增多，且甲烷含量随压力增大而增大，随H2O/C比值增大而下降。(2)绝热预重整: H2O/C比值较小及催化反应温度较低时，若原料气中高级烃含量较高，则整个反应只吸收极少的热量甚至放热，生成的CO重新甲烷化，在这种情况下，不需要任何外加热量即可维持反应进行。若不进行预重整，则记忆在催化剂表面形成焦炭，影响寿命。(3)部分氧化: CH4 + 1/2 O2 = CO + 2H2

22、 H = - 9 kcalmol 用/不用催化剂均可。(4)自热重整: CH4 + xO2 + (22x) H2O = CO2 + (42x) H2 6.机械设计填充催化剂的圆管排列成一行，在炉墙上安装4-6个烧嘴，便于控制输入圆管的热量，在各种操作条件下均可保持最佳的温度分布。热气体经过耐火(nai hu)通道离开辐射室，气体余热可加以利用。原料气通过丝状进口(又称“猪尾管”)由分布头进入管道，猪尾管连接在重整炉管壁上，允许使用较高的预热温度。重整炉出口有两种设计，一种是产物气通过炉外的接口进入耐火材料制成的集气管(qgun)中；另一种出口采用猪尾管设计，同时使用集热器。7.煤气化：煤与气化

23、剂在一定温度、压力(yl)等条件下发生化学反应而转化为煤气的工艺过程。煤气化技术分为地面气化技术(即将煤放在气化炉内气化)和地下气化技术(即让煤直接在地下煤层中气化)。煤气化制氢主要包括三个过程：造气反应、水煤气转化反应、氢的纯化与压缩。煤地下气化技术：将地下处于自然状态下的煤进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体，这一过程在地下气化炉的气化通道中由3个反应区域氧化区（O2与煤层中的碳发生多相化学反应，产生大量的热，使气化炉达到气化反应所必需的温度条件。）、还原区（CO2和H2O(气态)与炽热的煤层相遇，在足够高的温度下，CO2还原成CO，H2O(气态)分解成H2。）和干馏干

24、燥区（煤层在高温作用下，挥发组分被热分解，而析出干馏煤气，在出气孔侧，过量的水蒸汽和CO发生变换反应。）来实现。煤炭地下气化过程中氢气主要来自3个方面，即蒸汽的分解(高温碳与蒸汽作用生成CO和H2)、干馏煤气和CO的变换反应(生成的CO再与水蒸气作用)。其他化石燃料制氢法重油部分氧化主要为烃类与氧气、蒸汽反应生成氢气和碳氧化物，为放热反应。天然气热解制氢以天然气等化石燃料为原料，利用一步热催化分解技术制备氢气。10.碱性水溶液电解制氢主要涉及如下反应：阳极：4OH- - 4e 2H2O + O2 阴极：2H2O + 2e H2 + 2OH- 总反应：2H2O 2H2 + O2 11.法拉第第二

25、定律：当一定的电量通过一系列电解质溶液时，电极上析出物质的量同它们的电化当量成正比，即析出1 mol的任何物质都需要96,500 C电量。12.法拉第第一定律：电极上析出的物质的量与通过电解质的电量成正比，G(化学反应生成物的量）=Ke（电化当量，数值为化学当量除以法拉第常数）I（通过的直流电流t（通电时间）电解电压（1.752.0V）必须大于水的理论分解电压（1.23V），以克服(kf)电流流过电解池时产生的各种电阻电压降和电极极化电位。电解槽按电气连接(linji)方式来分，可分为单极性和双极性电解槽；按结构特点(tdin)来分，可分为箱式和压滤式电解槽。单极性电解槽是箱式的；双极性电解槽

26、可以是箱式的，也可以是压滤式。单极性电解槽：低电压、高电流、制造简单、使用维修、拆卸方便、电解液不用分离、单位电极面积成本低、一个电极发生故障不影响整个电解槽运行、体积大、小室电压高、电解液不能充分循环、电解槽不能保持一致的温度、需要很粗的铜线。双极性电解槽：槽体小、不需要母线、低电流、高电压、简化工艺调节系统、可在加压情况下运行、设计制造复杂。15.电解槽组成：由若干小室组成、每个小室主要包括电极（含阳极和阴极）、电解质、隔膜。16.以固体聚合物为电解质的电解槽有什么特点：相同电压下电流密度更高、体积小、重量轻、固体聚合物电解质性能稳定、电极结构简单，易于确定催化活性的最佳条件、安全可靠、使

27、用方便、有效寿命长。固体聚合物电解质电解制氢所面临的问题及今后研究领域：化学稳定性和力学性能好、导电性高、价格便宜的固体聚合物电解质，以及不易氢脆、价格低廉的集电器材料和高效便宜的电催化剂。研究催化活性机理、催化活性与催化剂几何形状的关系，以及催化剂与环境之间的反应。降低催化电极上贵金属填充量、减少固体聚合物薄膜厚度、提高电解质工作温度、扩大电极有效面积、减小电极之间间隙。18能够产氢的微生物主要有两个类群：光合生物和发酵细菌，体内存在着特殊的氢代谢系统，其中固氮酶和氢酶发挥了重要作用。O2对固氮酶和氢酶的活性均有抑制作用。19.生物制氢有3种方法：光合生物产氢（以水为原料利用光能通过生物体制

28、取氢气）；发酵细菌产氢；光合生物与发酵细菌的混合培养产氢。特点：氢技术具有清洁、节能和不消耗矿物资源等突出优点。作为一种可再生资源，生物体又能进行自身复制、繁殖，还可以通过光合作用进行物质和能量转换，这一种转换系统可以在常温、常压下通过酶的催化作用得到氢气。20.欲使生物制氢技术尽快达到工业化生产水平，未来的研究应注重以下4个方面：应充分重视对发酵产氢微生物的研究。寻求菌种培养容易、启动快的方法。利用高浓度有机废水制取氢气，并注重耐酸菌种的选育。 研制可以达到工业化生产规模的生物制氢反应设备。21.任何光解水的光化学反应都需要光敏化剂（在太阳的波长范围内每吸收一个光子通常只会导致一个电子的转移

29、）。(i) 光敏化剂PS吸收可见光产生受激的具有氧化还原特性的产物PS* 。(ii) 化合物R（在光敏化剂和催化剂之间传递电子，协调电子的收集）在受激的PS *发生电子转移反应形成电荷对PS+和R-，R被还原。(iii) 第三部分化合物能收集电子，并且促进和水的电子交换。一些特别的氧化还原催化剂Cat可以用来收集和转移电子。22.光解水技术研究进展缓慢的主要原因在于：(1) 在实际的应用中，捕获剂必须在经过千百次的使用(shyng)后还能保持原来的活性。(2) 由光捕获剂激发的分子必须在溶液中扩散，发生(fshng)电子转移。(3)需要通过一些特别的手段和方法来降低能量的损失(snsh)和电荷

30、的复合。22. 半导体光解水原理TiO2为N型半导体，价带与导带之间的禁带宽度为3.0ev左右，当其受到能量相当或高于禁带宽度的光照辐射时，半导体中的电子受激发从价带跃迁到导带，产生电子空穴对，水在电子空穴对作用下电离成H2、O2。23为了进行水的光电解反应必须满足的条件：禁带宽度应大于水中氢和氧的化学势之差。光的量子能量应大于禁带宽度。N/P型半导体的平带电势应比析氢电位负（正）。电子空穴的费米能级能达到析出氢氧的电化学势级。其它制氢技术甲醇重整：很高的H/C比(4:1)、低沸点及实用性。H2S分解制氢：吸收很大的热量，且转化率很低氢气的提纯当流体与多孔固体接触时， 流体中某一组分或多个组分

31、在固体表面处产生积蓄，此现象称为吸附。物体把外界的某些物质吸到内部，物质从一种介质相进入另一种介质相的现象。此现象称为吸收。液化储氢是一种深冷的液氢贮存技术。（储存时间长、气体量大、电价低廉），正氢转化为仲氢是放热过程，该过程释放的热量大于沸点温度下两者的蒸发潜热，在液氢贮存灌中若存在未转化的正氢，就会在缓慢的转化过程中释放热量，造成液氢的蒸发（10天50%）。目前氢气的运输方式主要包括压缩氢气和液氢两种氢气储存可分为物理法和化学法两大类。氢气液化流程中主要包括加压器、热交换器、涡轮膨胀机和节流阀。最简单的气体液化流程为Linde或Joule-Thompson流程，也称节流循环。带膨胀机的液化

32、循环（克劳特循环）特点： 绝热条件下，压缩气体经膨胀机（分活塞式和涡轮式）膨胀并对外做功，可获得更大的温降和冷量。无需考虑氢气的转化温度（无需预冷），可一直保持制冷过程。只能对气流实现制冷，不能进行冷凝过程（液体会损坏叶片）。金属氢化物储氢： 在室温和常压条件下能迅速吸氢并反应生成氢化物，使氢以金属氢化物的形式贮存起来，在需要的时候，适当加温或减小压力使这些贮存着的氢释放出来以供使用。液氢储罐：（容积3800m3）蒸发损失量与容器表面积和容积的比值(S/V)成正比，因此最佳的储罐形状为球形，而且球形储罐还有另一个优点，即应力分布均匀，因此可以达到很高的机械强度。唯一的缺点是加工困难，造价昂贵。

33、绝热材料：可承重、不可承重且绝热热溢原因：液体平均比焓高于饱和温度下的值、蒸发损失不均匀，形成不稳定层化，气压突降。操作压力低于液氢处于饱和温度所需压力。不同储氢技术的特点比较：气态储氢：能量密度低，不太安全；液态储氢：能耗高，对储罐绝热性能要求高；固态储氢优势：体积能量(nngling)密度高；无需高压及隔热容器；安全性好，无爆炸危险；可得到高纯氢气，提高氢气附加值；金属材料密度大，储氢质量分数较低。储氢材料应具备(jbi)的条件：1、容易(rngy)活化，氢的吸储量大；2、用于储氢是生成热量尽量小，而用于蓄热是生成热量尽量打；3、在一个很宽的组成范围内，应具有温度合适的平衡分解压（室温分解

34、压2-3atm）4、氢吸收和分解过程中的平衡压差小。5、氢的俘获和释放速度快；6、金属氢化物的有效热导率大；7、反复吸、放氢的循环过程中，合金的粉化小，稳定。8、对不纯物如O，N，CO，水等耐中毒能力强；9、价格低廉。需关注的影响储氢材料吸储能力的因素：活化处理、耐久性和中毒、粉末化、储氢材料的导热性、滞后现象和坪域、安全性为了弄清纳米结构炭材料是否具有储氢前景以及什么结构的纳米炭材料更适于储氢，首先需要解决以下几个问题：(1)纳米结构炭材料储氢测试方法的标准化。(2)储氢用纳米结构炭材料的结构评价。(3)储氢用纳米结构炭材料特别是较大直径单壁碳纳米管的制备、纯化和改性技术的研究。(4)纳米结

35、构炭材料的储氢机制。四冲程发动机工作过程：进气、压缩、膨胀、排气。压缩氢气可采用高压气瓶、拖车或管道输送，气瓶和管道的材质可直接使用钢材。氢特点：密度小、扩散速度大、混合气均匀、燃烧速度快、空燃比大、所占体积大、最高火焰温度高、释放单位热量所需燃料体积大、氢燃烧后分子变更系数减小、氢气与空气燃烧范围宽、着火温度高、最小点火能量低、燃烧产物含有害成分氮氧化物火焰熄灭距离更短、自燃温度高泄漏性：氢是最轻的元素，比其他液体或气体燃料更容易从小孔中泄漏，并且氢的声速很大，所以泄漏也很快。氢脆：钢长期暴露在氢气中，尤其是高温下，其强度会大大降低，导致失效。氢气中含有极性杂质，会强烈的阻止生成氢化物。只有

36、在金属纯度极高且表面洁净的条件下，放置在不含杂质的极纯氢气中，才有利于生成氢化物，发生氢脆。氢的扩散：如果发生泄漏，氢会很快扩散，氢具有很大的浮力（快速上升）和更大的扩散性（横向移动）氢氧混合物燃烧范围：4%75%爆炸下限：1318.3 上限：59染料敏化电池原理组成：主要由透明导电基片、多孔纳米晶薄膜（例如TiO2）、染料敏化剂、电解质溶液(含超敏化剂)和对电极组成。有机(yuj)工作(gngzu)原理: 有机半导体产生(chnshng)的电子和空穴束缚在激子(excitons)之中,电子和空穴在界面(电极和导电聚合物的结合处)上分离。CdTe特性(txng)：CdTe是公认的高效廉价的薄膜电池材料。CdTe是IIB-VIA族化合物，是直接带隙材料，其带隙结合能为1.45 eV。CdTe的光谱响应与太阳光谱十分吻合，CdTe膜的光吸收系数大，厚度为1 m的薄膜可以吸收大于99的CdTe禁带辐射能量，因而降低了对材料扩散长度