內(nèi)容簡(jiǎn)介
燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置，它可以直接將貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。在環(huán)境與能源備受人們關(guān)注的今天，燃料電池日益受到各國(guó)政府和科技人員的重視，近來(lái)年在突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上燃料電池已逐步得到廣泛應(yīng)用。氫是燃料電池的最佳燃料，在未來(lái)的氫經(jīng)濟(jì)時(shí)代，燃料電池是將氫能轉(zhuǎn)化為電能的最優(yōu)能量轉(zhuǎn)換裝置。
本書(shū)簡(jiǎn)述了燃料電池的工作原理，關(guān)鍵材料的特征與制備技術(shù)，電池組與電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制備、集成與性能，以及燃料電池技術(shù)在航天、民用發(fā)電及電汽車(chē)等領(lǐng)域的應(yīng)用。全書(shū)重點(diǎn)在堿性燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池。最后從燃料電池技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展的角度，分析了燃料電池技術(shù)與各學(xué)科，如電化學(xué)、材料、化學(xué)工程等之間的關(guān)系，展望了21世紀(jì)燃料電池的發(fā)展前景。
本書(shū)適合于從事燃料電池研究和應(yīng)用的科技工作者閱讀，也可供高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生、研究生參考。

目錄
導(dǎo)言
第1章 燃料電池概述
1.1 原理、特點(diǎn)、分類(lèi)與應(yīng)用
1.1.1 原理
1.1.2 特點(diǎn)
1.1.3 分類(lèi)
1.1.4 應(yīng)用
1.2 電化學(xué)熱力學(xué)
1.2.1 電池電動(dòng)勢(shì)與Nernst方程
1.2.2 電極電勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)氫電極
1.3 電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)
1.3.1 法拉第定律與電化過(guò)程速度
1.3.2 極化
1.4 多孔氣體擴(kuò)散電極
1.4.1 原理與要求
1.4.2 結(jié)構(gòu)與功能
1.5 電催化與電催化劑
1.5.1 原理與特點(diǎn)
1.5.2 電催化劑簡(jiǎn)介
1.6 電解質(zhì)與隔膜
1.6.1 電解質(zhì)
1.6.2 多孔膜
1.6.3 無(wú)孔膜——固體電解質(zhì)
1.7 雙極板與流場(chǎng)
1.7.1 雙極板的功能與要求
1.7.2 雙極板材料
1.7.3 流場(chǎng)
1.8 電池組的相關(guān)技術(shù)
1.8.1 電池組的總體設(shè)計(jì)
1.8.2 電池組內(nèi)的氣體分配
1.8.3 電池組的水、熱管理
1.9 燃料電池系統(tǒng)
1.10 燃料電池的效率
參考文獻(xiàn)
第2章 堿性燃料電池
2.1 原理與概況
2.1.1 原理
2.1.2 概況
2.2 電催化劑與電極及其制備工藝
2.2.1 電催化劑
2.2.2 電極結(jié)構(gòu)與制備工藝
2.3 石棉膜
2.4 雙極板與流場(chǎng)
2.5 單池結(jié)構(gòu)與密封
2.6 排水
2.6.1 動(dòng)態(tài)排水
2.6.2 靜態(tài)排水
2.7 電池組結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)
2.7.1 密封與自緊裝置
2.7.2 并串聯(lián)與內(nèi)增濕
2.7.3 分室結(jié)構(gòu)
2.8 操作條件對(duì)電池性能的影響
2.8.1 反應(yīng)氣工作壓力對(duì)電池性能的影響
2.8.2 電池工作溫度對(duì)電池性能的影響
2.8.3 靜態(tài)排水電池水腔真空度對(duì)電池性能的影響
2.8.4 反應(yīng)氣中雜質(zhì)氣體的影響
2.8.5 單池的伏?安曲線(xiàn)與電池效率
2.9 電池組性能
2.9.1 電池組伏?安特性
2.9.2 負(fù)載特性與短路對(duì)電池性能的影響
2.9.3 電池組的并聯(lián)
2.10 電池系統(tǒng)
2.10.1 水的回收與凈化分系統(tǒng)
2.10.2 排熱分系統(tǒng)
2.10.3 電壓調(diào)整分系統(tǒng)
2.10.4 電池控制分系統(tǒng)
2.10.5 電池系統(tǒng)的流程
2.11 電池系統(tǒng)的性能
2.11.1 電池系統(tǒng)壽命
2.11.2 電池系統(tǒng)的能量效率
2.11.3 電池系統(tǒng)的熱平衡
2.11.4 電池系統(tǒng)的貯存與多次啟動(dòng)
2.12 氫氧燃料電池系統(tǒng)質(zhì)量的優(yōu)化
2.13 自由介質(zhì)型堿性燃料電池
2.13.1 Bacon型堿性燃料電池
2.13.2 石棉膜作細(xì)孔層的自由介質(zhì)堿性燃料電池
參考文獻(xiàn)
第3章 磷酸型燃料電池
3.1 原理與技術(shù)狀態(tài)
3.1.1 原理
3.1.2 PAFC的技術(shù)狀態(tài)
3.2 PAFC結(jié)構(gòu)材料
3.2.1 電催化劑
3.2.2 電極結(jié)構(gòu)與制備工藝
3.2.3 碳化硅多孔隔膜
3.2.4 雙極板
3.3 PAFC結(jié)構(gòu)與電池組
3.3.1 電池結(jié)構(gòu)與密封
3.3.2 電解質(zhì)的管理
3.3.3 電池組排熱
3.4 PAFC性能
3.4.1 性能與進(jìn)展
3.4.2 操作條件對(duì)電池性能的影響
3.4.3 反應(yīng)氣中雜質(zhì)對(duì)電池性能的影響
3.5 PAFC系統(tǒng)
3.5.1 主要分系統(tǒng)
3.5.2 200kW PAFC
參考文獻(xiàn)
第4章 質(zhì)子交換膜燃料電池
4.1 概述
4.1.1 工作原理
4.1.2 發(fā)展簡(jiǎn)史
4.1.3 特點(diǎn)與用途
4.2 電催化劑的制備與表征
4.2.1 Pt/C電催化劑
4.2.2 Pt/C電催化劑中Pt的分散度對(duì)電池性能的影響
4.2.3 抗CO電催化劑
4.2.4 Pt?M/C氧電化學(xué)還原電催化劑
4.3 電極
4.3.1 擴(kuò)散層
4.3.2 厚層憎水催化層電極
4.3.3 薄層親水催化層電極
4.3.4 超薄催化層電極
4.3.5 雙層催化層電極
4.4 質(zhì)子交換膜
4.4.1 全氟質(zhì)子交換膜
4.4.2 以PTFE多孔膜為基底的復(fù)合膜
4.4.3 部分氟化的質(zhì)子交換膜
4.4.4 非氟化的質(zhì)子交換膜
4.4.5 烴類(lèi)質(zhì)子交換膜降解機(jī)理與復(fù)合膜
4.4.6 無(wú)機(jī)酸與樹(shù)脂的共混膜
4.5 雙極板與流場(chǎng)
4.5.1 石墨雙極板
4.5.2 金屬雙極板
4.5.3 復(fù)合雙極板
4.5.4 流場(chǎng)
4.6 單池
4.6.1 膜電極“三合一”組件的制備
4.6.2 密封結(jié)構(gòu)
4.6.3 單池結(jié)構(gòu)與性能
4.6.4 評(píng)價(jià)裝置與運(yùn)行條件
4.7 電池組
4.7.1 電池組設(shè)計(jì)原則與組裝
4.7.2 電池組的水管理
4.7.3 電池組的熱管理
4.7.4 電池組與性能
4.7.5 電池組失效的原因
4.8 電池系統(tǒng)
4.8.1 氫源
4.8.2 氧化劑供給
4.8.3 電池系統(tǒng)的控制
4.8.4 電的管理
4.8.5 電池系統(tǒng)的效率
4.9 質(zhì)子交換膜燃料電池模型研究
4.9.1 機(jī)理模型概述
4.9.2 機(jī)理模型
4.9.3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?
4.10質(zhì)子交換膜燃料電池的應(yīng)用
4.10.1 電動(dòng)車(chē)動(dòng)力源
4.10.2 燃料電池電動(dòng)車(chē)的樣車(chē)簡(jiǎn)介
4.10.3 用作可移動(dòng)電源、家庭電源與分散電站
4.10.4 作為水下機(jī)器人、潛艇不依賴(lài)空氣推進(jìn)的電源
參考文獻(xiàn)
第5章 直接醇類(lèi)燃料電池
5.1 概述
5.2 電催化劑
5.2.1 陽(yáng)極電催化劑
5.2.2 陰極電催化劑
5.3 電極
5.3.1 擴(kuò)散層
5.3.2 催化層
5.4 質(zhì)子交換膜
5.4.1 低透醇的質(zhì)子交換膜
5.4.2 全氟磺酸樹(shù)脂與無(wú)機(jī)物共混膜
5.4.3 磷酸攙雜的聚苯并咪唑（PBI）膜
5.5 MEA制備與雙極板
5.5.1 MEA制備
5.5.2 雙極板與流場(chǎng)
5.6 單電池
5.6.1 單電池結(jié)構(gòu)與評(píng)價(jià)裝置
5.6.2 Nafion膜厚度對(duì)電池性能的影響
5.6.3 雙層催化層電極對(duì)電池性能的影響
5.6.4 甲醇濃度與進(jìn)料方式對(duì)電池性能的影響
5.7 電池組與電池系統(tǒng)
5.7.1 壓濾機(jī)型電池組
5.7.2 電池系統(tǒng)
5.7.3 集成式微型DMFC
5.8 DMFC的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第6章 熔融碳酸鹽燃料電池
6.1 工作原理
6.2 電池隔膜
6.2.1 偏鋁酸鋰粉料與隔膜概述
6.2.2 偏鋁酸鋰粉料的制備
6.2.3 偏鋁酸鋰隔膜的制備
6.2.4 LiAlO2隔膜的性能與表征
6.3 電極
6.3.1 陰極
6.3.2 陽(yáng)極
6.3.3 電極制備方法
6.3.4 隔膜與電極的孔匹配
6.4 雙極板
6.5 電池結(jié)構(gòu)
6.6 電池性能
6.6.1 評(píng)價(jià)裝置
6.6.2 電池的首次啟動(dòng)升溫
6.6.3 單池性能
6.6.4 電池組性能
6.6.5 操作條件對(duì)電池性能的影響
6.7 MCFC試驗(yàn)電站
參考文獻(xiàn)
第7章 固體氧化物燃料電池
7.1 概述
7.1.1 固體氧化物燃料電池的工作原理
7.1.2 SOFC的結(jié)構(gòu)類(lèi)型及其特點(diǎn)
7.1.3 SOFC的國(guó)內(nèi)外研究與開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
7.2 SOFC電解質(zhì)材料
7.2.1 概述
7.2.2 ZrO2基固體氧化物
7.2.3 鈣鈦礦型復(fù)合金屬氧化物
7.2.4 CeO2基固體氧化物
7.3 SOFC電極材料
7.3.1 陽(yáng)極材料
7.3.2 陰極材料
7.4 SOFC雙極連接材料
7.4.1 鉻酸鑭（LaCrO3）
7.4.2 金屬雙極板材料
7.5 SOFC密封材料
7.6 平板型SOFC
7.6.1 電解質(zhì)膜支撐型平板SOFC
7.6.2 陽(yáng)極支撐型平板SOFC
7.6.3 以醇或甲烷為燃料的平板SOFC
7.7 管型SOFC
7.7.1 管型SOFC結(jié)構(gòu)與制備
7.7.2 操作參數(shù)對(duì)電池性能的影響
7.7.3 管型SOFC分散電站
參考文獻(xiàn)
回顧與展望
附錄 英漢關(guān)鍵詞對(duì)照表