“十一五”国家重点图书出版规划项目：燃料电池技术

图书标准信息

• 作者 肖钢 著
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2009-01
• 版次 1
• ISBN 9787121077708
• 定价 48.00元
• 装帧 精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 247页
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

　　燃料电池作为继火电、水电、核电之后的第四代发电方式，被誉为21世纪清洁、高效的动力源，受到人们广泛的关注，燃料电池技术也在飞速地发展。
　　本书系统地介绍了燃料电池技术的历史与发展，并通过对燃料电池的基本原理与研究方法、种类和应用的介绍使读者对这种新的发电方式具有清晰的了解；详细分析论述了燃料电池氢源技术、各种类型燃料电池的关键技术、发展现状与前景以及燃料电池电能输出技术。本书既在基本原理方面做了深入介绍，又总结了许多实践方面的经验；既突出了目前国际上发展迅速的质子交换膜燃料电池、甲醇燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池与固体氧化物燃料电池等几种燃料电池技术，又突出了制氢技术作为燃料电池发电方式基础的重要性以及电能输出的技术特点，同时还反映了近年来燃料电池技术的最新科技成果与未来发展方向。
　　本书既可作为从事燃料电池技术开发与研究的专业教师与研究人员的参考和指导用书，也可作为燃料电池技术爱好者的自学教材。

【作者简介】

　　肖钢，男，1961年生，1984年毕业于东北大学。1992年获得丹麦技术大学博士学位。
20世纪80年代开始燃料电池的研究，在燃料电池催化剂、新型电解质、膜电极制备、燃料重整制氢及电池系统集成方面具有丰富经验。他曾多年任教于丹麦技术大学；在北欧曾参与磷酸型、熔融碳酸盐型及质子交换膜型燃料电池的研发工作及国际合作项目；作为主要参与人与丹麦哈尔杜·托普索公司在化石能源催化转化技术、燃料电池技术及工业尾气提氢方面进行过长期合作并曾受聘于该公司；他曾参与通用汽车公司高温及改性质子交换膜燃料电池的研发项目。
　他在化石能源的高效转化利用方面颇有建树，特别是在天然气（非合成气法）直接转化制甲醇及二甲醚、煤的转化利用等领域具有一定成果。
　他现任国际催化学会联盟（IACS）会员，国际氢能学会（IAHE）会员，国际太阳能学会（ISES）会员，中国《煤炭转化》杂志理事会常务理事代表，北京市重点产业知识产权联盟特聘专家，西北大学客座教授，沈阳化工学院客座教授。作为主要发明人的国际及中国受理专利180余项。

【目录】

第1章燃料电池简介
1.1燃料电池简史
1.1.1燃料电池启蒙阶段
1.1.2燃料电池现代发展阶段
1.2燃料电池基本原理

1.3燃料电池系统
1.3.1燃料处理系统
1.3.2排热回收系统

1.4燃料电池特性
1.4.1良好的环境相容性
1.4.2良好的操作性能
1.4.3灵活可靠的输出性能
1.4.4灵活的结构特性
1.4.5燃料电池存在的问题

1.5燃料电池分类
1.5.1碱性燃料电池
1.5.2质子交换膜燃料电池
1.5.3直接甲醇燃料电池
1.5.4磷酸燃料电池
1.5.5熔融碳酸盐燃料电池
1.5.6固体氧化物燃料电池

1.6其他类型燃料电池
1.6.1再生型燃料电池
1.6.2锌空燃料电池
1.6.3生物燃料电池
参考文献

第2章燃料电池基础理论与研究方法
2.1燃料电池中的化学热力学
2.1.1化学热力学基础
2.1.2气体压力、浓度和温度对电极电势的影响
2.1.3燃料电池的效率

2.2燃料电池中的电极反应动力学[2～5]
2.2.1燃料电池的不可逆性——电压降
2.2.2Butler-Volmer方程
2.2.3活化损失
2.2.4传质损失
2.2.5欧姆损失
2.2.6燃料电池的渗透及内电流

2.3电催化理论简介
2.3.1析氢反应和氢氧化反应机理
2.3.2氧的还原反应
2.3.3甲醇电催化氧化原理
2.4燃料电池的传质

2.5燃料电池表征方法
2.5.1催化剂相关表征方法
2.5.2燃料电池测试系统
2.5.3燃料电池各种损失的表征方法
参考文献

第3章燃料电池的燃料与氧化剂供应
3.1化石燃料
3.1.1石油
3.1.2低硫轻质石油及液化石油气
3.1.3天然气
3.1.4煤和煤气
3.2生物燃料

3.3氢
3.3.1氢的制取
3.3.2氢燃料的纯化
3.3.3氢的贮存
3.3.4氢的运输和加注
3.3.5氢的安全性

3.4燃料电池氧化剂的供应
3.4.1压缩机类型
3.4.2压缩机供气量和压缩机的选择
参考文献

第4章碱性燃料电池
4.1引言
4.2工作原理

4.3电催化剂与电极
4.3.1电催化剂
4.3.2电极结构与制备工艺
4.4电解质

4.5AFC性能的影响因素和存在的问题
4.5.1操作压力
4.5.2操作温度
4.5.3电解质浓度
4.5.4CO2的毒化问题
4.5.5排水方法
参考文献

第5章质子交换膜燃料电池
5.1引言
5.2PEMFC的特征
5.2.1能量转换效率
5.2.2温度特性
5.2.3压力特性
5.2.4CO的影响
5.2.5寿命
5.2.6电池及电堆性能特征描述

5.3质子交换膜
5.3.1概述
5.3.2全氟磺酸膜
5.3.3非全氟磺酸膜
5.3.4耐热型质子交换膜
5.3.5质子交换膜发展方向

5.4电催化剂
5.4.1电催化剂的技术指标与选择原则
5.4.2阳极催化剂及其发展趋势
5.4.3阴极催化剂
5.4.4电催化剂的制备方法

5.5电极
5.5.1气体扩散层
5.5.2催化层
5.5.3膜电极“三合一”组件的制备

5.6双极板及流场设计
5.6.1双极板的功能和特点
5.6.2双极板种类及其特征
5.6.3流场形式及特征
5.6.4双极板及流场设计发展展望

5.7PEMFC系统
5.7.1单电池与电堆
5.7.2PEMFC加湿单元
5.7.3PEMFC供气单元
5.7.4PEMFC电源系统集成与运行管理

5.8PEMFC的应用
5.8.1小型定置发电系统
5.8.2运输工具
5.8.3便携式电源
5.9可再生燃料电池（RFC）
参考文献

第6章直接甲醇燃料电池
6.1引言
6.2DMFC的工作原理
6.2.1DMFC电极反应
6.2.2甲醇电催化氧化原理及影响因素

6.3DMFC阴阳极催化剂及质子交换膜
6.3.1DMFC阴极催化剂
6.3.2DMFC阳极催化剂
6.3.3DMFC质子交换膜

6.4DMFC及其性能影响因素分析
6.4.1DMFC的组成与结构
6.4.2DMFC工作条件和进料方式
6.4.3DMFC的功率范围及限制因素
6.5DMFC系统的应用发展
参考文献

第7章磷酸燃料电池
7.1引言
7.2PAFC工作原理与特性
7.2.1工作原理
7.2.2PAFC特性

7.3PAFC组成材料
7.3.1电解质与载体
7.3.2催化剂
7.3.3双极板

7.4PAFC结构
7.4.1电极结构及制备工艺
7.4.2单电池与电池堆

7.5影响PAFC性能的因素
7.5.1压力
7.5.2温度
7.5.3燃料组成及利用率
7.5.4氧化剂组成及利用率
7.6技术开发重点
参考文献

第8章熔融碳酸盐燃料电池
8.1MCFC工作原理
8.2熔融碳酸盐燃料电池材料
8.2.1阳极材料
8.2.2阴极材料
8.2.3基体材料

8.3影响熔融碳酸盐燃料电池性能的因素
8.3.1压力的影响
8.3.2温度的影响
8.3.3反应气体组分和利用率的影响
8.4熔融碳酸盐燃料电池的应用与发展
参考文献

第9章固体氧化物燃料电池
9.1历史
9.2SOFC的工作原理
9.3SOFC技术和应用

9.4SOFC材料
9.4.1固体电解质材料
9.4.2阳极材料
9.4.3阴极材料
9.4.4连接材料

9.5SOFC的制备工艺
9.5.1物理法
9.5.2化学法
9.5.3陶瓷成型法

9.6SOFC的电堆结构
9.6.1管状设计
9.6.2平板式设计
9.6.3合并的平板式SOFC和平管高功率密度设计

9.7燃料和燃料的处理
9.7.1内部重整
9.7.2碳氢燃料的直接氧化
参考文献

第10章燃料电池的电能输出
10.1引言
10.2线性电源电路
10.3开关电源主要元、器件
10.3.1高频二极管
10.3.2功率场效应管（MOSFET）
10.3.3磁路与磁性材料
10.3.4电感
10.3.5变压器
10.4Buck开关调整器

10.5Boost开关调整器
10.5.1Boost开关调整器的工作原理
10.5.2燃料电池辅助电源用锂电池选择实例
10.6Cuk开关调整器

10.7Sepic开关调整器
10.7.1Sepic开关调整器的工作原理
10.7.210W燃料电池电压变换实例
10.8单端正激变换器
10.9推挽型变换器
10.10全桥变换器
10.11开关电源的控制原理
10.12800W燃料电池DC/DC变换器实例
参考文献
结束语