目錄
第1章燃料電池概述1
1.1燃料電池簡介1
1.1.1燃料電池的工作原理1
1.1.2燃料電池的分類2
1.1.3燃料電池的發(fā)展歷史3
1.1.4燃料電池的特性4
1.2燃料電池的應用6
1.3車載儲氫技術的現(xiàn)狀8
1.4燃料電池汽車的未來9
思考題16
參考文獻16
第2章燃料電池的電化學基礎18
2.1燃料電池熱力學18
2.1.1Gibbs自由能與電池電動勢的關系18
2.1.2能斯特方程20
2.1.3燃料電池效率21
2.2電極過程動力學23
2.2.1法拉第定律與電化學過程速率24
2.2.2電化學反應速率24
2.3極化25
2.3.1電化學極化25
2.3.2濃差極化28
2.3.3歐姆極化29
2.4極化測試30
思考題33
參考文獻33
第3章燃料電池類型34
3.1質子交換膜燃料電池34
3.1.1PEMFC結構與工作原理34
3.1.2PEMFC發(fā)展簡史35
3.1.3PEMFC主要部件36
3.1.4PEMFC單電池與電池組58
3.1.5PEMFC電池組失效分析63
3.2直接甲醇燃料電池63
3.2.1DMFC結構與工作原理64
3.2.2DMFC關鍵材料66
3.2.3DMFC與PEMFC的差別69
3.2.4DMFC存在的問題70
3.2.5DMFC的應用70
3.3固體氧化物燃料電池70
3.3.1SOFC結構與工作原理70
3.3.2SOFC發(fā)展概況72
3.3.3SOFC關鍵材料74
3.3.4SOFC發(fā)展趨勢83
3.3.5SOFC面臨的問題84
3.3.6SOFC電池組93
3.3.7高功率密度SOFC95
3.4堿性燃料電池98
3.4.1AFC結構與工作原理98
3.4.2AFC發(fā)展概況99
3.4.3AFC關鍵材料100
3.4.4排水103
3.4.5AFC的優(yōu)缺點105
3.4.6單電池與電池組105
3.5磷酸燃料電池107
3.5.1PAFC結構與工作原理107
3.5.2PAFC發(fā)展狀況108
3.5.3PAFC結構材料109
3.5.4PAFC電池組112
3.5.5影響PAFC的因素112
3.5.6影響壽命的因素及改進辦法114
3.5.7PAFC的優(yōu)缺點115
3.6熔融碳酸鹽燃料電池116
3.6.1MCFC結構與工作原理116
3.6.2MCFC發(fā)展概況117
3.6.3MCFC關鍵材料118
3.6.4MCFC單電池與電池組122
3.6.5操作條件對MCFC性能的影響123
3.6.6MCFC的優(yōu)缺點126
思考題127
參考文獻127
第4章燃料電池用氫燃料的制備、純化與儲存134
4.1氫氣的制備134
4.1.1化石能源制氫134
4.1.2水電解制氫143
4.1.3生物質制氫146
4.1.4氮氫化合物制氫151
4.1.5硼氫化鈉制氫154
4.2氫氣的純化157
4.2.1變壓吸附法158
4.2.2膜分離技術159
4.2.3低溫分離法162
4.2.4金屬氫化物法162
4.3氫氣的儲存163
4.3.1高壓氣態(tài)存儲163
4.3.2低溫液態(tài)存儲165
4.3.3金屬氫化物儲氫166
4.3.4新型碳材料儲氫170
4.3.5有機液體氫化物儲氫173
4.3.6其他儲氫技術174
思考題181
參考文獻181
第5章燃料電池汽車184
5.1燃料電池汽車的工作原理184
5.2燃料電池汽車的重要部件185
5.2.1燃料電池發(fā)動機186
5.2.2動力系統(tǒng)186
5.2.3電動機190
5.2.4電子控制系統(tǒng)192
5.2.5燃料供應系統(tǒng)193
5.2.6安全系統(tǒng)198
5.3燃料電池汽車的關鍵技術201
5.3.1電池技術201
5.3.2電機技術202
5.3.3控制器技術204
5.4質子交換膜燃料電池電動汽車205
5.4.1發(fā)展概況205
5.4.2研發(fā)方向和需要解決的問題213
5.5固體氧化物燃料電池汽車215
5.5.1發(fā)展概況215
5.5.2SOFC電池應用于汽車所面臨的挑戰(zhàn)218
5.6燃料電池汽車的基礎設施建設219
5.6.1氫氣加注站219
5.6.2全球氫氣加注站的發(fā)展概況224
5.7燃料電池汽車的測試評價體系228
5.7.1燃料電池汽車相關標準228
5.7.2燃料電池汽車測試評價230
思考題233
參考文獻233
附錄燃料電池與氫能相關國家標準236
附錄1燃料電池相關國家標準236
附錄2燃料電池汽車相關國家標準241
附錄3氫氣制取相關國家標準243
附錄4氫能儲運基礎設施相關國家標準245
附錄5加氫基礎設施相關國家標準246
附錄6氫能其他相關國家標準248