燃料電池設計與製造－抒書彿福

內容簡介

氫能源是一種重要的清潔、綠色能源，必將在21世紀得到廣泛應用。燃料電池的設計與製造是利用氫能源、發展氫經濟的技術基礎與保證。本書結合實際案例，從系統工程、系統設計角度而非深奧的電化學、熱力學理論角度，介紹了燃料電池的基本概念、基本理論、關鍵技術、系統組成、系統分類，從工程應用角度說明瞭燃料電池的工作條件、堆結構與設計、流道設計與材料要求，提出了用於表徵燃料電池關鍵性能的主要指標，論述了如何對燃料電池系統進行建模、設計與製造。
全書內容深入淺出，分析透徹，論述清楚，圖文並茂，公式適度，適宜作為新能源、電化學、熱力學等專業高年級本科生、研究生的教材與教學參考用書，也適合燃料電池與氫能源、新能源領域工程技術人員、系統管理人員閱讀參考。

　本書目錄

第1章燃料電池基礎
1.0 引言
1.1 什麼是燃料電池
1.1.1 與普通電池的比較
1.1.2 與熱機的比較
1.2 為什麼需要燃料電池
1.2.1 攜帶型設備
1.2.2 移動式設備
1.2.3 固定式設備
1.3 燃料電池的歷史
1.3.1 質子交換膜燃料電池
1.3.2 固體氧化物燃料電池
1.3.3 熔融碳酸鹽燃料電池
1.3.4 磷酸燃料電池
1.3.5 鹼性燃料電池
1.4 燃料電池如何工作
1.5 本章小結
1.6 思考題
1.7 參考文獻
第2章　燃料電池與氫經濟
2.0　引言
2.1　氫的特性
2.1.1　概述
2.1.2　氫作為燃料的安全性問
2.2　世界能源需求
2.3　氫經濟的發展
2.4　氫的製造、運送和儲存
2.4.1　氫製造技術
2.4.2　氫儲存技術
2.4.3　全球氫加注站
2.5　氫基礎設施方面的投資
2.5.1　政府支援
2.5.2　氫應用的長期計劃
2.5.3　氫研發方面的主要參與者
2.6　本章小結
2.7　思考題
2.8　參考文獻
第3章　燃料電池類型
3.0　引言
3.1 聚合物電解質膜燃料電池（PEMFC）
3.2　鹼性燃料電池（AFC）
3.3　磷酸燃料電池（PAFC）
3.4　固體氧化物燃料電池（SOFC）
3.5　熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）
3.6　直接甲醇燃料電池（DMFC）
3.7　鋅空氣燃料電池（ZAFC）
3.8　質子陶瓷燃料電池（PCFC）
3.9　生物燃料電池（BFC）
3.10　本章小結
3.11　思考題
3.12　參考文獻
第4章　燃料電池應用
4.0　引言
4.1　攜帶型電源
4.2　備用式電源
4.2.1　概述
4.2.2　基本的電解槽計算公式
4.3　移動式電源
4.3.1　汽車
4.3.2　大巴
4.3.3　實用運載工具
4.3.4　踏板車與自行車
　……
第5章燃料電池熱力學基礎
第6章燃料電池電化學基礎
第7章燃料電池電荷傳輸
第8章燃料電池品質傳輸
第9章燃料電池熱傳輸
第10章燃料電池建模
第11章燃料電池材料
第12章燃料電池堆組織部件與材料
第13章燃料電池堆設計
第14章燃料電池系統設計
第15章燃料類型、運輸與處理
第16章燃料電池工作條件
第17章燃料電池表徵
附錄
索引

　文章節選

第1章　燃料電池基礎
　　1.0　引言
　　環境更友好、效率更高的電源產品是當前的一個發展趨勢，這使人們對替代燃料和電源產生了巨大興趣。燃料電池是一種較早前就提出的能量轉換技術，但直到最近十年才開始廣泛研究如何將之用於商業目的。對化石燃料燃燒產生之能量的依賴造成了嚴重的空氣污染和對世界石油資源的瘋狂開採。除了對許多物種（包括人類自身）的健康造成危害之外，污染還間接導致世界氣候的變化（全球變暖）。世界人口急劇增長，對化石燃料燃燒發電的需求越來越大，全球變暖的形勢因此也變得越來越嚴峻。除了健康和環境問題之外，另一個令人擔憂的問題是世界化石燃料的儲量正急劇減少。我們的世界真的需要一種低污染物質排放、高能量效率的電源，並且面對日益增長的世界人口，要求能夠提供源源不斷的燃料。
　　燃料電池被認為是能實現這些目標的、最有前途的技術之一。
　　人們還研究和開發了許多其他替代能源技術，包括太陽能、風能、水力發電、生物能源、地熱發電等。每一種替代能源都有其優點和缺點，並正處於不同的開發階段。此外，這些能源技術中的許多技術無法用於移動式或攜帶型電子設備。其他的攜帶型電源技術，如電池和超級電容，也不適用於移動場合、軍用場合，無法滿足未來電子設備的長期需求。對眾多應用而言，一種理想的電源方案是綜合使用氫燃料電池和太陽能發電或水力發電。相比其他燃料，氫不產生一氧化碳或任何其他污染物。當它輸入燃料電池時，唯一的副產品是水和熱。當需要電能時，氧與氫重新結合生成水。
　　燃料電池可以利用一系列燃料來產生電能，從氫、甲醇、化石燃料到源自生物材料的材料。使用化石燃料產生氫被認為是制氫的一種過渡方法，在氫基礎設施建立之前，在燃料電池中使用甲烷、甲醇或乙醇。燃料也可以來自眾多的生物材料，包括來自市政廢物、下水道淤泥、森林殘渣、垃圾站，以及農業和動物廢物產生的沼氣。
　　與大型電廠合作，燃料電池也有助於電力供應，使之變得更加分散，並提高效率。利用化石燃料燃燒發電的大型電廠，其產生的大多數電能通過高壓輸電線路進行遠距離傳送。由於其規模巨大，這些電廠的效率看起來很高；不過，在遠距離輸送過程中，在歐洲，7％～8％的電能損失了；在美國，10％的電能損失了。這些輸電線路的其中一個主要問題是任何時候它們都無法完全發揮作用。如果不是在若干侖大型電廠發電，而是在需要電能的地方發電，那麼對人而言，將變得更加安全。在任何需要電能的地方都可以使用燃料電池，而無需大型輸電線路。
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本書摘自：中國圖書網 www.bookschina.com.tw