新能源发电设计

网络教育学院网络教育学院题 目： 燃料电池的利用学习中心：层 次： 专升本专 业： 电气工程及其自动化年 级： 2015年春季学 号：学 辅导教师：完成日期： 2017年1月12日20169月份《能源发电》课程设计燃料电池的利用燃料电池是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置继水电、火电、核电之后的第四代发电装置。国际能源界推测，燃料电池将是21世纪最有吸引力的发电方式之一。

一．燃料电池进呈现状及原理燃料电池进呈现状兴旺国家都将大型燃料电池的开发作为重点争论工程，企业也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的争论与开发，现在已取得了很多重要成果，使得燃料21得不正视的课题。燃料电池的根本原理的名称，有磷酸型(PAFC，phosphatefuelcell)、熔融碳酸盐型(MCFC，meltcarbonatefuelcell)与固态氧化物型(SOFC，solidoxidefuelcell)与质子交换膜型(PEMFC，反响为：正极 1/2O2+ H2O + e- ------->2OH-负极 H2 +2OH- -------> 2H2O+e-全反响 1/2O2+ H2 -------> H2O。而为加速电极反响，电极中通常会参加催化剂如铂，但铂在150℃时会被CO所毒化而失去催化的效果，因此多参加铑或铱于铂之中。一般而言，对60%~90%之间。应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能掌握系统及安全装置等。二．燃料电池的构成及特点〔阳极〕〔阴极〕、及两侧气体流路构成，气体流路的作用是使燃料气体和空气〔氧化剂气体〕能在流路中通过。的燃料电池中因工作的电解质不同经过电解质与反响相关的离子种也不同。PAFC和PEMFC反响中与氢离子〔H 〕相关，发生的反响为：〔1〕燃料极：H2=2H+ 2e-〔2〕空气极：2H +1/2O2 +2e-=H2O〔3〕全体：H2+1/2O2=H2O在燃料极中供给的燃料气体中的H2分解成H 移动到电解质中与空气极侧供给的O2发生反响。e-经由外部的负荷回路，再反回到空气极侧，参与空气极侧的反响。一系例的反响促成了e-不连续地经由外部回路，因而就构成了发电。并且从上式中的反响式〔3〕可以看出，由H2和O2生成的H2O，除此以外没有其他的反响，H2所具有的化学能转变成了电能。但实际上，伴随着电极的反响存在肯定的电阻会引起了局部热能产生由此削减了转换成电能。引起这些反响的一组电池称为组件，产生的电压通常低于一伏。因此，为了获得大的出力需承受组件多层迭加的方法获得高电压堆组件间的电气连接以及燃料气体和空气之间的分别承受了称之为隔板的上下两面中备有气体流的部件，PAFC和PEMFC的隔板均由碳材料组成。堆的出力由总的电压和电流的乘积打算，电流与电池中的反响面积成比。三．燃料电池的类型.燃料电池按依据工作原理可分为酸性电池、碱性电池及其他型电池。(PEMFCPAFCMCFCSOFC)的性能，介绍一下高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的类型。大多数工业集团公司的留意力集中在以下4种主要类型上：(PEMFC)；(2)160-220℃之间的磷酸类燃料电池(PAFC)；之间的熔融碳酸盐类燃料电池(MCFC)；(4)880-1000℃之间的固体氧化物燃料电池(SOFC)。kW)或是分散的电热设备和动KWMW)供电。最适于用来驱动汽车的是低温型燃料电池。燃料电池按所用原始燃料大致分为氢燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇(1)氢燃料电池0~100km/h16400km。空气产品公司、普拉克斯公司作为领先的液氢供给24~34MPaOpei70MPa35MPa系统相比，70MPa技术有较高的贮氢密度，可复盖燃料电池汽车60%~70%的范围。这一技术进展使燃料电池汽车行驶里程可超过400km，这是推广使用以压缩氢为动力的汽车最重要的前堤之一。甲烷燃料电池〔自然气作为燃料电池的燃料可避开贮氢和补充氢燃料的后勤问题。800℃，800℃，则性能的方法，在镍系阳极中参加氧化钇并掺杂二氧化铈形成多孔电极，仅650℃就能到达很高的功率密度，这样的温度也不会引起碳沉积问题。〔3〕甲醇燃料电池戴姆勒-克莱斯勒公司、巴斯夫公司、BPMethanexStatoilXcellsis燃料电池汽车—NECAR5。甲醇是一种抱负的液体贮氢介质，在常温下为液体，200~350℃。NECAR5〔4〕.乙醇燃料电池可低费用地产生氢气。-二氧化铈氧化生成氢气料的较廉价的乙醇。四．燃料电池应用的进展趋势进展展望由于燃料电池抱负化转换效率可以到达83%左右，目前实际的转换效率或许45%-60%30%-40%2015年全球燃料电池出货量比2014年增长了12.4%，到达72,500组，总容量超过342.6MW，比2014年增长了84.8%。北美和亚洲安装容量合计占91.0%，分别占比40.8%、50.3%。在应用领域，固定发电和交通运输总计99.8%，59.3%40.5%，固定发电市场照旧是主要市场，便携式应用市场几乎可以无视不计。的分散电源，如电动车、不依靠空气推动的潜艇动力源和各种可移动电源，同时也可作为手机、笔记本电脑等小型便携式电源。下游应用分为三类，便捷式〔如充电器〕、固定发电〔如发电站〕、交通运输〔如叉车、轿车及客车〕。目前商业化应用最广泛的是MCFC、SOFC及PEMFC，其中PEMFC以其功率MCFC、SOFC点，在便携式领域和交通运输领域应用格外少，在固定发电领域有一些应用，如固定式燃料电池电站、家用热电联产。P