簡介
作 者：肖鋼 著
出 版 社：電子工業出版社
出版時間：2009-1-1
版 次：1頁 數：248字 數：375200 印刷時間：2009-1-1開 本：16開紙 張：膠版
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本書作者具有20餘年的燃料電池研究經歷，對磷酸燃料電池、質子交換膜燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池以及固體氧化物燃料電池都有廣泛的涉獵與獨特的見解。可以說本書是作者多年研究結果的匯總，同時作者也收集了大量國內外最新研究成果與信息，希望展示給讀者的是一本全面而新鮮的燃料電池技術讀物。本書在介紹燃料電池的歷史與發展的基礎上，分析了各類燃料電池的特點，闡述了燃料電池的熱力學與動力學原理和現代燃料電池研究方法。詳細介紹了燃料電池的燃料與氧化劑的供給，其中重點論述了氫源技術。還分別介紹了幾種不同類型燃料電池的工作特性與套用範圍，給讀者展示出多種燃料電池的原理與發展動向。
內容簡介
燃料電池作為繼火電、水電、核電之後的第四代發電方式，被譽為21世紀清潔、高效的動力源，受到人們廣泛的關注，燃料電池技術也在飛速地發展。
本書系統地介紹了燃料電池技術的歷史與發展，並通過對燃料電池的基本原理與研究方法、種類和套用的介紹使讀者對這種新的發電方式具有清晰的了解；詳細分析論述了燃料電池氫源技術、各種類型燃料電池的關鍵技術、發展現狀與前景以及燃料電池電能輸出技術。本書既在基本原理方面做了深入介紹，又總結了許多實踐方面的經驗；既突出了目前國際上發展迅速的質子交換膜燃料電池、甲醇燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池與固體氧化物燃料電池等幾種燃料電池技術，又突出了制氫技術作為燃料電池發電方式基礎的重要性以及電能輸出的技術特點，同時還反映了近年來燃料電池技術的最新科技成果與未來發展方向。
本書既可作為從事燃料電池技術開發與研究的專業教師與研究人員的參考和指導用書，也可作為燃料電池技術愛好者的自學教材。
作者簡介
肖鋼，男，1961年生，1984年畢業於東北大學。1992年獲得丹麥技術大學博士學位。 20世紀80年代開始燃料電池的研究，在燃料電池催化劑、新型電解質、膜電極製備、燃料重整制氫及電池系統集成方面具有豐富經驗。他曾多年任教於丹麥技術大學；在北歐曾參與磷酸型、熔融碳酸鹽型及質子交換膜型燃料電池的研發工作及國際合作項目；作為主要參與人與丹麥哈爾杜·托普索公司在化石能源催化轉化技術、燃料電池技術及工業尾氣提氫方面進行過長期合作並曾受聘於該公司；他曾參與通用汽車公司高溫及改性質子交換膜燃料電池的研發項目。 他在化石能源的高效轉化利用方面頗有建樹，特別是在天然氣（非合成氣法）直接轉化制甲醇及二甲醚、煤的轉化利用等領域具有一定成果。 他現任國際催化學會聯盟（IACS）會員，國際氫能學會（IAHE）會員，國際太陽能學會（ISES）會員，中國《煤炭轉化》雜誌理事會常務理事代表，北京市重點產業智慧財產權聯盟特聘專家，西北大學客座教授，瀋陽化工學院客座教授。作為主要發明人的國際及中國受理專利180餘項。
目錄
第1章 燃料電池簡介
1.1 燃料電池簡史
1.1.1 燃料電池啟蒙階段
1.1.2 燃料電池現代發展階段
1.2 燃料電池基本原理
1.3 燃料電池系統
1.3.1 燃料處理系統
1.3.2 排熱回收系統
1.4 燃料電池特性
1.4.1 良好的環境相容性
1.4.2 良好的操作性能
1.4.3 靈活可靠的輸出性能
1.4.4 靈活的結構特性
1.4.5 燃料電池存在的問題
1.5 燃料電池分類
1.5.1 鹼性燃料電池
1.5.2 質子交換膜燃料電池
1.5.3 直接甲醇燃料電池
1.5.4 磷酸燃料電池
1.5.5 熔融碳酸鹽燃料電池
1.5.6 固體氧化物燃料電池
1.6 其他類型燃料電池
1.6.1 再生型燃料電池
1.6.2 鋅空燃料電池
1.6.3 生物燃料電池
參考文獻
第2章 燃料電池基礎理論與研究方法
2.1 燃料電池中的化學熱力學
2.1.1 化學熱力學基礎
2.1.2 氣體壓力、濃度和溫度對電極電勢的影響
2.1.3 燃料電池的效率
2.2 燃料電池中的電極反應動力學[2～5]
2.2.1 燃料電池的不可逆性——電壓降
2.2.2 Butler-Volmer方程
2.2.3 活化損失
2.2.4 傳質損失
2.2.5 歐姆損失
2.2.6 燃料電池的滲透及內電流
2.3 電催化理論簡介
2.3.1 析氫反應和氫氧化反應機理
2.3.2 氧的還原反應
2.3.3 甲醇電催化氧化原理
2.4 燃料電池的傳質
2.5 燃料電池表征方法
2.5.1 催化劑相關表征方法
2.5.2 燃料電池測試系統
2.5.3 燃料電池各種損失的表征方法
參考文獻
第3章 燃料電池的燃料與氧化劑供應
3.1 化石燃料
3.1.1 石油
3.1.2 低硫輕質石油及液化石油氣
3.1.3 天然氣
3.1.4 煤和煤氣
3.2 生物燃料
3.3 氫
3.3.1 氫的製取
3.3.2 氫燃料的純化
3.3.3 氫的貯存
3.3.4 氫的運輸和加注
3.3.5 氫的安全性
3.4 燃料電池氧化劑的供應
3.4.1 壓縮機類型
3.4.2 壓縮機供氣量和壓縮機的選擇
參考文獻
第4章 鹼性燃料電池
4.1 引言
4.2 工作原理
4.3 電催化劑與電極
4.3.1 電催化劑
4.3.2 電極結構與製備工藝
4.4 電解質
4.5 AFC性能的影響因素和存在的問題
4.5.1 操作壓力
4.5.2 操作溫度
4.5.3 電解質濃度
4.5.4 CO2的毒化問題
4.5.5 排水方法
參考文獻
第5章 質子交換膜燃料電池
5.1 引言
5.2 PEMFC的特徵
5.2.1 能量轉換效率
5.2.2 溫度特性
5.2.3 壓力特性
5.2.4 CO的影響
5.2.5 壽命
5.2.6 電池及電堆性能特徵描述
5.3 質子交換膜
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 耐熱型質子交換膜
5.3.5 質子交換膜發展方向
5.4 電催化劑
5.4.1 電催化劑的技術指標與選擇原則
5.4.2 陽極催化劑及其發展趨勢
5.4.3 陰極催化劑
5.4.4 電催化劑的製備方法
5.5 電極
5.5.1 氣體擴散層
5.5.2 催化層
5.5.3 膜電極“三合一”組件的製備
5.6 雙極板及流場設計
5.6.1 雙極板的功能和特點
5.6.2 雙極板種類及其特徵
5.6.3 流場形式及特徵
5.6.4 雙極板及流場設計發展展望
5.7 PEMFC系統
5.7.1 單電池與電堆
5.7.2 PEMFC加濕單元
5.7.3 PEMFC供氣單元
5.7.4 PEMFC電源系統集成與運行管理
5.8 PEMFC的套用
5.8.1 小型定置發電系統
5.8.2 運輸工具
5.8.3 攜帶型電源
5.9 可再生燃料電池（RFC）
參考文獻
第6章 直接甲醇燃料電池
6.1 引言
6.2 DMFC的工作原理
6.2.1 DMFC電極反應
6.2.2 甲醇電催化氧化原理及影響因素
6.3 DMFC陰陽極催化劑及質子交換膜
6.3.1 DMFC陰極催化劑
6.3.2 DMFC陽極催化劑
6.3.3 DMFC質子交換膜
6.4 DMFC及其性能影響因素分析
6.4.1 DMFC的組成與結構
6.4.2 DMFC工作條件和進料方式
6.4.3 DMFC的功率範圍及限制因素
6.5 DMFC系統的套用發展
參考文獻
第7章 磷酸燃料電池
7.1 引言
7.2 PAFC工作原理與特性
7.2.1 工作原理
7.2.2 PAFC特性
7.3 PAFC組成材料
7.3.1 電解質與載體
7.3.2 催化劑
7.3.3 雙極板
7.4 PAFC結構
7.4.1 電極結構及製備工藝
7.4.2 單電池與電池堆
7.5 影響PAFC性能的因素
7.5.1 壓力
7.5.2 溫度
7.5.3 燃料組成及利用率
7.5.4 氧化劑組成及利用率
7.6 技術開發重點
參考文獻
第8章 熔融碳酸鹽燃料電池
8.1 MCFC工作原理
8.2 熔融碳酸鹽燃料電池材料
8.2.1 陽極材料
8.2.2 陰極材料
8.2.3 基體材料
8.3 影響熔融碳酸鹽燃料電池性能的因素
8.3.1 壓力的影響
8.3.2 溫度的影響
8.3.3 反應氣體組分和利用率的影響
8.4 熔融碳酸鹽燃料電池的套用與發展
參考文獻
第9章 固體氧化物燃料電池
9.1 歷史
9.2 SOFC的工作原理
9.3 SOFC技術和套用
9.4 SOFC材料
9.4.1 固體電解質材料
9.4.2 陽極材料
9.4.3 陰極材料
9.4.4 連線材料
9.5 SOFC的製備工藝
9.5.1 物理法
9.5.2 化學法
9.5.3 陶瓷成型法
9.6 SOFC的電堆結構
9.6.1 管狀設計
9.6.2 平板式設計
9.6.3 合併的平板式SOFC和平管高功率密度設計
9.7 燃料和燃料的處理
9.7.1 內部重整
9.7.2 碳氫燃料的直接氧化
參考文獻
第10章 燃料電池的電能輸出
10.1 引言
10.2 線性電源電路
10.3 開關電源主要元、器件
10.3.1 高頻二極體
10.3.2 功率場效應管（MOSFET）
10.3.3 磁路與磁性材料
10.3.4 電感
10.3.5 變壓器
10.4 Buck開關調整器
10.5 Boost開關調整器
10.5.1 Boost開關調整器的工作原理
10.5.2 燃料電池輔助電源用鋰電池選擇實例
10.6 cuk開關調整器
10.7 sepic開關調整器
10.7.1 Sepic開關調整器的工作原理
10.7.2 10 W燃料電池電壓變換實例
10.8 單端正激變換器
10.9 推挽型變換器
10.10 全橋變換器
10.11 開關電源的控制原理
10.12 800 W燃料電池DC/DC變換器實例
參考文獻
結束語
