《燃料电池:问题与对策》概述了燃料电池的发展历史，阐述了燃料电池的工作原理，介绍了主要类型燃料电池的特性，探讨了燃料电池科学与工程方面的内在问题，分析了燃料电池领域目前面临的机遇与挑战，同时从商业化的角度介绍了国际上燃料电池在相关领域的最新应用。《燃料电池:问题与对策》的主要读者对象是从事燃料电池研究与开发的科研人员、工程技术人员、大专院校相关专业（主要是新能源、电化学、热力学等专业）的教师和学生，也可供燃料电池具体应用和能源供应或消费领域的投资者、行政部门的决策者等参考。
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《燃料电池:问题与对策》：国际先进工业技术译丛 作者简介
作者：（俄罗斯）巴戈茨基（Vladimir S.Bagotsky） 译者：孙公权 王素力 姜鲁华 目录
第一部分 引言
第1章 燃料电池的工作原理
1.1 热力学方面
1.1.1 卡诺循环的限度
1.1.2 电化学能量转换
1.2 燃料电池单元的原理示意图
1.2.1 单体燃料电池
1.2.2 燃料电池电堆
1.2.3 基于燃料电池的电站
1.3 燃料电池的类型
1.4 真实燃料电池设计：液体电解质氢气－氧气燃料电池
1.4.1 气体电极
1.4.2 电化学反应
1.4 -3电极电势
1.4.4 单体燃料电池的电压
1.5 燃料电池的基本参数
1.5.1 工作电压
1.5.2 放电电流与放电功率
1.5.3 燃料电池的工作效率
1.5.4 热量的产生
1.5.5 比较燃料电池参数的方法
1.5.6 寿命
1.5.7 特殊操作要素
参考文献
第2章 燃料电池的悠久历史
2.1 1894年以前的时期
2.2 1894年至1960年期间
2.3 1960年至20世纪90年代期间
2.4.2 0世纪90年代以后的时期
参考文献
第二部分 燃料电池的主要类型
第3章 质子交换膜燃料电池
3.1 PEMFIC的历史
3.1.1 Na60n膜
3.1.2 Pt催化剂的高效利用
3.1.3 膜电极集合体（膜电极）
3.2 20世纪90年代以来标准形式的PEMFC
3.2.1 单体PEMFC
3.2.2 PEMFC电堆
3.2.3 PEMFC的工作条件
3.2.4 PEMFC的电流一电压曲线
3.3 PEMFC的工作特性
3.3.1 水管理
3.3.2 热管理
3.3.3 反应气体分压
3.3.4 环境温度的影响
3.4 氢气中痕量CO对Pt催化剂的毒化
3.4.1 通过电流脉冲和氧化剂促使CO氧化
3.4.2 Pt.Ru催化剂的使用
3.4.3 较高的工作温度
3.5 PEMFC相关的商业活动
3.6 PEMFC未来的发展
3.6.1 较长的寿命
3.6.2 PEMFC的成本估算
3.6.3 双极板
3.7 升温的PEMFC
参考文献
第4章 直接液体燃料电池
4.1 作为燃料电池燃料的甲醇
4.2 电流产生反应和热力学参数
4.3 甲醇的阳极氧化反应
4.4 DMFC发展过程中的里程碑
4.5 电解质膜的甲醇渗透
4.6 DMFC的种类
4.6.1 按反应物供给方式分类
4.6.2 按应用分类
4.7 DMFC的工作特性
4.7.1 反应物供给和产物排出
4.7.2 DMFC中水的管理
4.7.3 双极板流道内C02的累积
4.8 DMFC实际样机及其特征
4.9 未来DMFC需要解决的一些问题
4.9.1 延长寿命
4.9.2 提高效率
4.9.3 降低成本
4.10 甲醇替代问题
4.11 使用有机液体为燃料的燃料电池
4.11.1 直接乙醇燃料电池
4.11.2 直接甲酸燃料电池
4.12 使用无机液体为燃料的燃料电池
4.12.1 直接硼氢化物燃料电池
4.12.2 直接肼燃料电池
参考文献
第5章 磷酸燃料电池
5.1 磷酸燃料电池的早期工作
5.2 磷酸水溶液的特性
5.3 PAFC的结构
5.4 PAFC的商业化生产
5.5 大型固定电站的开发
5.6 PAjFC的未来
5.7 PAFC对燃料电池发展的
重要性
参考文献
第6章 碱性燃料电池
6.1 氢气一氧气AFC
6.1.1 Bacon电堆
6.1.2 Apollo宇宙飞船电堆
6.1.3 早期含有基体电解质的AFC
6.1.4 Orbiter航天飞机电池
6.1.5 采用骨架型催化剂的AFC
6.1.6 使用碳电极的AFC
6.1.7 AFC领域存在的一些问题
6.1.8 碱性燃料电池的工作现状与前景
6.2 碱性肼燃料电池
6.3 阴离子交换（氢氧根离子传导）膜
6.4 使用阴离子交换膜的甲醇燃料电池
6.5 采用恒定浓度碱性电解质的甲醇燃料电池
参考文献
第7章 熔融碳酸盐燃料电池
7.1 高温燃料电池的特点
7.2 氢气－氧气熔融碳酸盐燃料电池的结构
7.3 燃料内部重整的熔融碳酸盐燃料电池
7.4 熔融碳酸盐燃料电池的研究进展
7.5 熔融碳酸盐燃料电池的寿命
参考文献
第8章 固体氧化物燃料电池
8.1 传统的固体氧化物燃料电池的设计方案
8.2 管式SOFC
8.2.1 Siemens Westinghouse管式电池
8.2.2 其他管式电极的SOFC
8.3 平板式SOFC
8.3.1 密封
8.3.2 双极板
8.3.3 平板式SOFC中的应力
8.4 一体式SOFC
8.5 不同类型的SOFC
8.5.1 单腔体SOFC
8.5.2 直接火焰型SOFC
8.5.3 氨气SOFC
8.6 天然燃料在SOFC中的应用
8.6.1 利用天然燃料的方法
8.6.2 碳化问题
8.6.3 天然燃料中含硫化合物的问题
8.7 中温SOFC
8.7.1 降低SOFC运行温度所面临的问题
8.7.2 新型固体电解质
8.7.3 新型电极材料
8.7.4 SOFC原型样机
8.8 低温SOFC
8.8.1 薄膜SOFC
8.8.2 复合电解质LSOFC
8.9 影响SOFC寿命的因素
参考文献
第9章 其他类型的燃料电池
9.1 氧化还原液流电池
9.1.1 铁－铬氧化还原液流电池
9.1.2 全钒氧化还原液流电池
9.2 生物燃料电池
9.2.1 酶生物燃料电池
9.2.2 细菌生物燃料电池
9.3 半燃料电池
9.3.1 金属－空气电池
9.3.2 镍－氢气二次电池
9.4 直接碳燃料电池
9.4.1 目的与前期工作
9.4.2 反应及热力学参数
9.4.3 1960年之后有关碳燃料电池的工作
参考文献
第10章 燃料电池与电解过程
10.1 水电解
10.1.1 具有质子传导膜的电解池
10.1.2 高温电解池
10.1.3 储存电能的氢气－氧气系统
10.1.4 可逆的（组合的）PEMFC系统
10.2 氯－碱电解
10.2.1 氯－碱电解池中氧电极的问题
10.2.2 氢气一氯气燃料电池
10.3 电化学合成反应
10.3.1 含有二氧化碳的反应
10.3.2 燃料电池与化学联产
参考文献
第三部分 燃料电池科学和工程的内在问题
第11章 燃料管理
11.1 天然燃料的重整
11.1.1 天然气（甲烷）
11.1.2 碳源
11.1.3 生物乙醇
11.2 用于独立电站的氢气生产
11.2.1 水的电解
11.2.2 用于独立电站的烃类重整
11.2.3 甲醇重整
11.2.4 由无机物制取氢气
11.3 3：业氢气的净化
11.3.1 脱硫
11.3.2 一氧化碳净化
11.4 氢气的运输与存储
11.4.1 压缩氢气
11.4.2 液化氢气
11.4.3 金属氢化物
11.4.4 碳材料
参考文献
第12章 电催化作用
12.1 电催化的基本原理
12.2 电极上Pt催化剂的引入
12.2.1 溅射沉积
12.2.2 双离子束辅助沉积
12.2.3 电喷涂技术
12.3 铂催化剂载体
12.3.1 其他碳载体
12.3.2 过渡金属氧化物载体
12.3.3 导电聚合物基底上的铂纳米粒子
12.4 铂合金及其复合物作为阳极催化剂
12.4.1 改进Pt.Ru催化剂的工作
12.4.2 铂与其他金属的合金
12.4.3 复合的铂催化剂
12.5 用于燃料电池阳极的非铂催化剂
12.6 氧还原反应的电催化
12.6.1 氧电极的开路电势
12.6.2 提高铂催化剂对ORR的催化活性
12.6.3 非铂ORR.催化剂
12.6.4 非贵金属ORR催化剂
12.6.5 双功能的氧催化剂
12.7 电催化剂的稳定性
参考文献
第13章 电解质膜
13.1 燃料电池相关的电解质膜问题
13.2 克服Nation膜降解的相关研究工作
13.3 Nation膜的改性
13.3.1 在Nation膜水含量方面的改进
13.3.2 减少甲醇渗透
13.4 非氟聚合物电解质膜
13.4.1 基于聚苯并咪唑的电解质膜
13.4.2 基于聚醚醚酮的电解质膜
13.5 由其他材料制备的电解质膜
13.6 基体型电解质膜
13.7 氢氧根离子传导膜
参考文献
第14章 用于便携式设备的小型燃料电池
14.1 小型燃料电池的工作特性
14.2 平板式微型燃料电池电堆
14.3 硅基小型燃料电池
14.4 基于印制电路板的小型燃料电池
14.5 小型固体氧化物燃料电池
14.6 空气自吸式阴极的问题
14.7 小型燃料电池电源样机
14.7.1 电源的比性能指标
14.7.2 小型DMFC电源
14.7.3 小型PEMFC电源
14.7.4 小型重整制氢燃料电池
14.8 结束语
参考文献
第15章 燃料电池的数学建模
15.1 零维建模
15.2 一维建模
15.3 二维建模
15.4 三维建模
15.5 结束语
参考文献
第四部分 燃料电池的商业应用
第16章 燃料电池的应用
16.1 大型固定电站
16.1.1 基本发展趋势
16.1.2 混合电站
16.2 小型固定电站
16.3 交通运输应用的燃料电池
16.3.1 传统内燃机车辆的替代方案
16.3.2 燃料电池车实际应用存在的问题
16.3.3 燃料电池电动车的发展前景
16.3.4 燃料电池在其他运输工具中的应用
16.4 便携式设备
16.4.1 便携式设备电源
16.4.2 用于便携式设备的燃料电池开发工作
16.5 燃料电池的军事应用
参考文献
第17章 世界各国燃料电池的研究工作
17.1 燃料电池研究工作的推动力
17.2 燃料电池和氢能经济
17.3 北美的燃料电池工作
17.4 欧洲的燃料电池工作
17.5 其他国家的燃料电池工作
17.6 大量公开发表的燃料电池工作
17.7 燃料电池领域的法规和标准
参考文献
第18章 展望
18.1 希望与失望交替时期
18.2 某些错误的概念
18.3 理想的燃料电池
18.4 燃料电池的未来规划
参考文献
符号表
缩写 文摘
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在某种程度上，人们对燃料电池兴趣的减弱主要是由于前期成果商业化方面的诸多困难。尽管碳氢化合物低温电化学氧化被证明基本上是可行的，但是实际上可实现的反应速率太低，并且达到该速率所需的铂金属催化剂的数量如此之大，以至于基于这些反应的燃料电池的经济前景非常渺茫。虽然许多研究工作表明，非铂催化剂有可能用于氢电极和氧电极，但绝大多数已制造的燃料电池仍使用铂催化剂。鉴于经济原因，潜在的感兴趣的用户数量逐渐减少，燃料电池工作的经费资助也相应减少。
在上述期间，与各种燃料电池中发生的过程相关的科学性工作一直没有停止。这些研究工作的目的是寻找新的途径，以提高燃料电池电极上发生的电化学反应的速率和效率，主要是通过提高催化剂的催化活性来提高电极电化学反应的速率与效率，考察在氧（空气）电极和氢电极表面上发生的反应（参见M.Breiter1969年的专著），许多国家对甲醇在铂催化剂表面上的电化学氧化特性也进行了研究。上述研究以及前面提到的Grubb和Niedrach的研究均与碳氢化合物低温氧化的可能性有关。所有这些研究导致了电化学科学一个新的分支——电催化的诞生。
| ISBN | 9787115242051,711524 |
|---|---|
| 出版社 | 人民邮电出版社 |
| 作者 | 巴戈茨基(Vladimir S.Bagotsky) |
| 尺寸 | 16 |