燃料电池：演绎新型的动力科学“神话”

现在国内外电动汽车的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、锌一空气电池、银锌蓄电池、燃料电池等数种，其中燃料电池是近年来出现的新事物，被许多人认为是一个发展方向，因与其他电池比较，燃料电池具有功率密度高，工作温度低、起动性能好，运动部件少，安全可靠，污染少，噪音低等多项优点。 燃料电池是一种直接将化学能转化为电流的电池，只需氢和氧两种元素，利用这两种元素通过媒介作用转化为电流。氧气可直接以空气中提取，关键是提取氢气的方法。氢气从汽油、甲醇、乙醇等燃料中提取，燃料电池也因此得名。 燃料电池作为现代汽车技术发展的方向，美欧日等发达国家十分重视燃料电池的发展。世界上第一辆燃料电池作动力的轿车是由奔驰汽车公司制造，于1996年5月在德国柏林向公众展示。这款称作“Necar”的轿车不会产生污染物，它向空中排放的是纯水蒸气，不含任何物质，甚至没有二氧化碳，使用甲醇做燃料。而美国的Abl公司开发的燃料电池是使用汽油做燃料的，这种车载燃料电池动力系统是由汽油箱、转化器、燃料电池、电动机组成。其中转化器是将汽油转化为氢气的设备，把汽油加热，直至处于汽化状态，然后输入一个有点火功能的金属反应缸内，在低氧状下通过“不完全燃烧”产生氢，然后将氢输送到燃料电池。由于燃料电池构造复杂，生产成本高昂而无法推广。直至近年进行了一系列改进，燃料电池轿车在价格上与普通轿车相比约高10％-15％，已居有一定发展价值。 近几年，我国已有一些大城市，诸如北京、上海在进行燃料电池车的探索。然而，对燃料电池的研究从未间断。作为一个新兴领域，国外有很多经验和教训可以被我们借鉴和吸取，我们也应结合自身发展把这一领域的研?     

燃料电池汽车：驶向何方？

燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它可以直接将贮存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。世界上第一轮燃料电池汽车研发高潮在2000年左右,当时,美国、欧洲和日本的各大汽车生产厂家,无不都在加紧开发燃料电池技术,企业界尤其是各大汽车生产厂家看到燃料电池巨大的市场潜力,纷纷投入巨资,组成联盟,进行燃料电池车的相关研究、试验与生产。     

燃料电池轿车“超越二号”将批量生产

中国研制的燃料电池轿车“超越二号”在上海市工业博览会上现身,将在明年投入批量生产。银白色的“超越二号”燃料电池轿车,粗看与桑塔纳3000型轿车无甚区别,但核心是燃料电池发动机一“喝”的是氢气,经过低温燃烧,产生电能从而驱动汽车,“吐”出来的是纯水,没有任何污染。燃料电池汽车,利用氢作为能量来源,具有无     

武汉大学研制出新型燃料电池

经过七年的研究，武汉大学化学与分子科学学院庄林教授及其所在团队终于实现了燃料电池技术的原创性突破：他们研制的碱性聚合物电解质燃料电池，未来有望大幅度降低燃料电池造价成本。这一成果，已发表在2008年12月15日出版的美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。     

新型燃料电池能在室温下发电

<正>无需高温,燃料电池也能轻松发电。美国犹他大学的工程师最近研制出首枚可在室温下工作的燃料电池,不用点燃燃料,它用酶就能使得喷气发动机燃料产生电能。这种新型燃料电池可以给手持电子设备、离网型发电机和传感器供电。该研究于近日发表于美国化学学会期刊《ACS催化》网络版上。燃料电池,主要通过氧或者其他氧化剂进行氧化还原反应,将燃料中的化学能转化成电能;只要能持续添加燃料,那么燃料电池就可以持续     

燃料电池发动机冷启动控制的蚂蚁算法研究

本文将蚂蚁算法应用于燃料电池发动机冷启动控制问题，以暖机时间（升温至正常工作温度）最短和提高燃料电池发动机的系统整体燃料效率为目标．通过对某型燃料电池轿车发动机的测试，采用蚂蚁算法运行时，不仅明显提高了燃料电池发动机的系统整体燃料效率，而且其暖机时间也得到了明显缩短．     

阳极电催化剂在直接甲醇燃料电池中的应用

直接甲醇燃料电池以燃料甲醇来源丰富，价格低廉，储存、携带方便而成为近年的研究热点．评述了电极催化剂在直接甲醇燃料电池的研究概况，详细介绍了各种催化剂对甲醇氧化的作用。     

燃料电池的新进展

早在１８３９年 ,英国人Ｗ·Ｇｒｏｖｅ就提出了氢和氧反应可以发电的原理 ,这就是最早的氢 氧燃料电池（ＦＣ）。但直到２０世纪６０年代初 ,由于航天和军事的需要 ,才开发了液氢和液氧的小型燃料电池 ,应用于空间飞行和潜水艇。近二三十年来 ,由于一次能源的匮乏和环境保护的突出 ,开始转向开发利用新的清洁再生能源。燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。美国矿物能源部长助理克·西格尔说 :“燃料电池技术在２１世纪上半叶在技术上的冲击影响 ,会类似于２０世纪上半叶内燃机所起的作用。”福…     

生物质碳在直接碳固体氧化物燃料电池中的应用

研究活性炭和碳化的梧桐叶、橘子皮为直接碳燃料电池燃料时的物化性能和电化学性能.通过X射线衍射研究燃料中碳的形态结构,采用能谱及拉曼研究燃料中元素质量分数.BET测试燃料的比表面积及孔结构.结果表明,碳化的橘子皮燃料中含有钾元素和较高的无定形碳质量分数,有利于碳的Boudouard反应和电化学反应.碳化橘子皮燃料比表面积为74 m2·g-1,且具有较小的孔隙率和较大的堆积密度,与阳极的接触界面较大,作为燃料时,800℃燃料电池最大功率密度可达572.6 mW·cm-2.即非木质、水质量分数大的橘子皮经过高温碳化后得到的生物质碳,作为直接碳燃料燃料电池燃料时,具有优异的性能.      

醇——汽车替代燃料的最新应用

我国具有比较丰富的煤炭和农产品资源,因此,发展以甲醇为燃料的汽车,同样具有广阔的前景。早在上世纪80年代中期,上海大众就曾推出了以甲醇为混合燃料的桑塔纳轿车。作为甲醇燃料的主要形式,甲醇汽油开发及应用,在国外开始于20世纪70年代的第二次石油     

氢能及其近期应用前景

着重从能源短缺与能源安全、环境保护、经济可持续发展和国际趋势阐明氢能的重要性，指出在研究氢能远期使用的燃料电池的同时，要重视氢作为氨内燃机的燃料是近期氢能应用的实际途径，特别是其中的氢气-天然气混合燃料已经可以南业化，建议我国示范、推广。     

法国 世界上最快的氢燃料车问世

前不久，法国Marseille，Hysun3000燃料电池车从柏林行驶到巴塞罗那仅仅用了2千克的氢燃料，创造了一个新的世界纪录。从来没有过汽车在仅仅使用氢燃料跑过这么远的路程。这种低消耗折合每100公里使用0．2升燃料。Hysun汽车的核心部分是一个质子交换膜燃料电池。在这里氢和氧发生反应生成水。这种反映产生的能量驱动电动机。当刹车的时候，电动机相当于发电机，同时对电容器进行控制。对于这种三轮车来说，它的空气阻力仅仅是普通的轿车的一半。不算驾驶员和氢燃料，车的重量为120千克，最大时速为80公里每小时，平时巡游时速为38公里每小时。     

替代石油的生物燃料

近年来，“生物燃料”开始成为热门话题，受到人们越来越多的关注。生物燃料是利用甘蔗或玉米等植物作为原料制成的一类燃料，可以用作驱动汽车等机器的能源，其最大的好处在于不会排放额外的温室气体。美国和巴西在生物燃料的生产方面做得最好，现在已经在全国推广使用。那么，为什么要利用甘蔗和玉米作为原料？生物燃料的性能是否赶得上汽油？使用生物燃料真的能够改善地球的环境吗？本文就来介绍这类新型燃料，包括生物燃料的种类、价格和面临的问题等。[编者按]     

氢燃料汽车研发获重大突破燃料电池有了“心脏”

近日，由武汉理工大学课题组研究的氢燃料汽车膜电极组件获重大突破。膜电极组件被形象地称为燃料电池的“心脏”，是氢燃料电池上最为关键的部分，可促使氢氧发生化学反应产生电能。从2000年开始，在科技部和湖北省科技部门支持下，武汉理工大学课题组经过近7年的研究，终于率先在国内研发成功该组件，并获得国家发明专利。[第一段]     

燃料电池汽车动力系统选型设计

燃料电池汽车因其低油耗、低排放、商品化相对容易,是将来二十年内新能源汽车开发的主要形式之一。燃料电池汽车的动力系统普遍采用蓄电池组与燃料电池系统并联驱动的电-电混合动力,合理地选择动力系统的各个部件对燃料电池汽车起着至关重要的作用。文中对燃料电池动力系统的三个主要部件电机、动力蓄电池以及燃料电池发动机的选型和参数选择进行了分析,提出了燃料电池汽车动力系统的选型原则,为燃料电池汽车动力系统的优化设计提供理论参考。     

车用燃料电池技术分析

近年来,随着科研技术人员对新能源汽车的不断研发,车用燃料电池技术也同时不断地更新换代,其目的就是提高车用燃料电池的质量,减少传统汽车燃料消耗所带来的环境污染。该文首先对广泛使用的几种车用电池在技术、优缺点方面进行了分析、比较。其次科学地分析了氢燃料电池的直排流通模式、死端模式,以及基于清洁能源的典型车用燃料系统——氢燃料电池氢气供应系统的工作原理和各项性能。通过对比,证明氢燃料电池氢气供应系统的安全性、可靠性及其在目前车用燃料电池方向上具有独特优势。最后该文对未来燃料电池的发展进行了展望。     

“绿色”汽车前途无量

近些年,在替代燃料汽车的开发上,一些外国厂商开始关注并抢滩中国市场。自80年代后期以来,德国大众公司已在我国推出酒精燃料试验车(大众桑塔纳),作为中德技术合作项目之一。1995年2月,福特董事长蒹首席执行官阿历克斯·乔德曼向当时我国国家科委主任宋健赠送了一辆"特使"牌灵活燃料轿车,标志着福特致力于在中国开发替代燃料汽车的开始。1996年初,福特公司与国家科委、国家计委讨论了利用煤作为汽车燃料的各种途径,以及在此领域开展需求的分析研究。1997年7月,中美专家提出了对煤制燃料及共应用的经济、环境和能源利用生命周期的评估报告。其中指出,在山西省和其它富煤地区以焦炉气、煤制甲醇为主,辅以联产甲醇,在一段时期内是可行的方案。目前,福特在中国的有关合作项目     

固体氧化物燃料电池新型阳极燃料的研究进展

为了解决传统的氢气、一氧化碳等工业制气作为固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)阳极燃料时,其在制备、存储、使用安全性等方面的问题,探究新型阳极燃料的研究及应用,以期在保证电池性能的同时实现SOFC的低碳甚至零碳排放.对当前有关SOFC新型阳极燃料的研究现状进行了调研总结,概述了SOFC的基本原理,阐明了国内外能源结构的影响.调研了低碳/零碳燃料在SOFC研究中的应用情况,包括甲烷等低碳烷烃、氨、生物质燃料、含碳类固体燃料等.在此基础上对阳极低碳/零碳燃料下SOFC联合动力系统的研究进行了概括总结,并指出了SOFC的发展方向.     

车用质子交换膜燃料电池控制策略综述①

介绍了质子交换膜燃料电池系统组成和特点及国内外用于车用燃料电池系统控制的策略。车用燃料电池是一个复杂的非线性系统,且面临快速、大幅值的负载变化,需要进行适当的控制。经典控制方法及智能控制方法均被用来设计燃料电池系统控制器。除了满足车用燃料电池输出功率响应的快速性和稳定性,燃料电池的燃料经济性和耐久性也渐渐成为燃料电池系统控制的目标。复合控制策略综合了多种控制算法的优点,往往可以取得较为满意的控制效果,是未来的研究方向。     

汽车零排放绿色动力源--氢燃料电池的发展及应用分析研究

作为一项节能、环保新技术,燃料电池不仅给汽车工业带来革命性的突破,同时在工业、发电业里起到了翻天覆地的变化。燃料电池汽车以零排放新兴动力源为代表的, 必定造福于人类。