本书首先对燃料电池的发展历程、基本原理、种类及应用等进行了概括性的介绍，使读者对燃料电池有一个大致的了解。随后从热力学基础、电化学基础等方面详细介绍了燃料电池的基本原理，并且对燃料电池的基本结构与测试表征方法等进行了简单介绍；对主要的燃料电池进行了分类；系统阐述了氢气的生产、存储及运输；总结并展望了燃料电池在各领域的应用及回收情况。
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目录
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丛书序
前言
第1章 引言 1
1.1 燃料电池的历史 2
1.1.1 早期探索 2
1.1.2 现代商业化 4
1.1.3 国内发展状况 6
1.1.4 国际发展状况 7
1.1.5 里程碑事件 8
1.2 燃料电池简介 9
1.2.1 组成结构 9
1.2.2 工作原理 10
1.2.3 特点 10
1.2.4 分类 13
1.2.5 应用 17
思考题 18
第2章 燃料电池的基本原理与基本结构 19
2.1 化学反应与热力学基础 19
2.1.1 燃料电池的基本反应 19
2.1.2 热力学基础 21
2.1.3 燃料的热值 28
2.1.4 燃料电池的效率 37
2.2 电化学基础 40
2.2.1 吉布斯自由能 40
2.2.2 能斯特方程 43
2.2.3 燃料电池电动势的计算 44
2.2.4 燃料电池的动力学 46
2.2.5 燃料电池的极化 51
2.3 燃料电池的器件组成与材料特性 58
2.3.1 电极 59
2.3.2 电催化与电催化剂 62
2.3.3 电解质与隔膜 67
2.3.4 双极板与流场 69
2.3.5 系统设计 70
2.4 燃料电池的测试与表征 82
2.4.1 电化学测试技术 82
2.4.2 材料表征技术 95
思考题 97
第3章 燃料电池的分类与技术 98
3.1 质子交换膜燃料电池 98
3.1.1 概述 98
3.1.2 结构与工作原理 99
3.1.3 膜电极 100
3.1.4 电池特性 106
3.1.5 膜电极的主要科学问题 109
3.2 熔融碳酸盐燃料电池 110
3.2.1 概述 110
3.2.2 结构与工作原理 111
3.2.3 关键材料及制备技术 114
3.2.4 影响熔融碳酸盐燃料电池性能的因素 116
3.2.5 未来发展 120
3.3 固体氧化物燃料电池 120
3.3.1 概述 120
3.3.2 结构与工作原理 122
3.3.3 关键材料及制备技术 123
3.3.4 系统设计 132
3.3.5 发展方向 134
3.4 碱性燃料电池 135
3.4.1 概述 135
3.4.2 结构与工作原理 136
3.4.3 工作条件 138
3.4.4 研发与应用概况 139
3.5 磷酸燃料电池 140
3.5.1 概述 140
3.5.2 结构与工作原理 141
3.5.3 工作条件对磷酸燃料电池的影响 144
3.5.4 商业化前景 147
3.6 直接甲醇燃料电池 147
3.6.1 概述 147
3.6.2 结构与工作原理 148
3.6.3 关键材料 150
3.6.4 甲醇的制备、储存和安全 155
3.6.5 商业化前景 157
思考题 157
第4章 氢源 159
4.1 氢的基本性质 159
4.1.1 氢的发现过程 159
4.1.2 氢的原子和分子结构 159
4.1.3 氢的物理性质 159
4.1.4 氢的化学性质 161
4.2 氢气的生产 162
4.2.1 水制氢 162
4.2.2 化石能源制氢 164
4.2.3 生物质制氢 170
4.2.4 含氢载体制氢 173
4.3 氢气的存储 177
4.3.1 高压气态储氢 178
4.3.2 低温液态储氢 178
4.3.3 金属氢化物储氢 179
4.3.4 有机液体氢化物 183
4.3.5 配位氢化物 184
4.3.6 碳质材料 187
4.3.7 金属有机骨架 189
4.3.8 水合物法储氢 189
4.4 氢气的运输 190
4.4.1 高压气态氢气运输 191
4.4.2 液态氢气运输 192
4.4.3 固态氢气运输 194
4.4.4 三种氢气运输方式的比较 194
4.4.5 主要氢气运输方式的成本分析 194
4.4.6 氢气运输的安全问题 195
思考题 196
第5章 燃料电池的应用及回收 197
5.1 固定电源 197
5.1.1 燃料电池电站 197
5.1.2 紧急备用电源 199
5.1.3 与建筑物集成的燃料电池冷热电联供系统 200
5.1.4 偏僻区独立电站 206
5.2 便携式电源 206
5.2.1 便携式电子设备对电源的要求 207
5.2.2 手机、数码摄像机、个人数字设备电源 207
5.2.3 笔记本电脑电源 209
5.2.4 便携式燃料电池发展前景 210
5.3 在交通运输领域的应用 210
5.3.1 燃料电池汽车 210
5.3.2 燃料电池公共汽车 221
5.3.3 燃料电池多功能车 221
5.3.4 燃料电池摩托车和自行车 222
5.3.5 燃料电池列车 222
5.3.6 燃料电池船舶 223
5.4 在军事领域的应用 223
5.4.1 军用燃料电池的特点 224
5.4.2 燃料电池在军事装备中的应用 224
5.4.3 未来军事装备与燃料电池 229
5.5 在航空航天领域的应用 229
5.6 燃料电池的回收 231
5.6.1 Pt的回收 231
5.6.2 全氟磺酸离子交换膜的回收 232
思考题 233
参考文献 234
附录 246
附录Ⅰ 部分物质的热力学数据(298 K) 246
附录Ⅱ 标准电极电势及其温度系数(298 K) 246
京公网安备 11010102004214号