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《燃料電池系統解析》是對燃料電池系統的全面解析，內容包括燃料電池基礎知識，質子交換膜燃料電池、鹼性燃料電池、直接液體燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池等常見燃料電池系統的組成、原理、優缺點、開發中的關鍵點、商業化應用現狀及前景，以及燃料電池的燃料、氫的儲存、燃料電池的完整系統及未來。附錄中也對燃料電池常見計算給出方程式。
第1章燃料電池引言1 11研究歷史1 12燃料電池基礎知識6 13電極反應速率8 14電堆設計9 15供氣和冷卻12 16主要技術14 17可機械充電的電池和其他燃料電池16 171金屬空氣電池16 172氧化還原流通電池17 173生物燃料電池19 18電池的輔助系統設備19 19燃料電池系統：關鍵參數20 110優點和應用21 擴展閱讀21 第2章效率和開路電壓22 21開路電壓：氫燃料電池22 22開路電壓：其他燃料電池和電池26 23效率及其限制26 24效率和電壓29 25壓力和氣體濃度的影響30 251能斯特方程30 252氫分壓32 253燃料和氧化劑的利用32 254系統壓力33 26小結34 擴展閱讀34 第3章燃料電池的工作電壓35 31電壓與電流的基本關係35 32術語36 33燃料電池的不可逆性37 34活化損失38 341塔菲爾方程38 342塔菲爾方程常數39 343降低極化電位42 35內部電流和燃料交換損失42 36歐姆損失45 37品質傳輸損失45 38合併不可逆項47 39電氣雙層47 310辨別不可逆項的方法49 3101迴圈伏安法49 3102交流阻抗譜51 3103電流中斷54 擴展閱讀56 第4章質子交換膜燃料電池57 41概述57 42高分子電解質：工作原理60 421全氟磺酸膜60 422改性的全氟磺酸膜63 423替代磺化和非磺化膜64 424酸堿絡合物和離子液體65 425高溫質子導體66 43電極與電極結構67 431催化劑層：鉑基催化劑67 432催化劑層：用於還原氧氣的 替代催化劑70 433催化劑層：陽極73 434催化劑耐久性73 435氣體擴散層74 44水管理76 441水合與水運動76 442氣流和水蒸發78 443空氣濕度80 444自加濕電池82 445外部加濕的原理84 446外部加濕的方法85 45冷卻和空氣供應86 451陰極送風冷卻86 452反應物和冷卻空氣分開87 46電堆構造方法89 461簡介89 462碳基雙極板90 463金屬雙極板91 464流場形式93 465其他拓撲形式94 466混合反應物燃料電池96 47電池工作壓力97 471技術問題97 472高壓工作的優勢98 473其他因素101 48燃料種類101 481重整烴類101 482酒精和其他液體燃料102 49實際應用的商業化燃料 電池系統103 491小型系統103 492中型燃料電池系統及固定電站應用104 493在交通系統中的應用106 410系統設計、電堆生命週期及相關問題108 4101膜降解108 4102催化劑降解108 4103系統控制109 411組合式可再生燃料電池109 擴展閱讀112 第5章鹼性燃料電池113 51工作原理113 52系統設計114 521迴圈電解質溶液114 522靜態電解質溶液117 523溶解燃料119 524陰離子交換膜燃料電池120 53電極122 531燒結鎳粉123 532雷尼金屬123 533軋製碳123 534催化劑125 54電堆設計126 541單極和雙極126 542其他電堆設計126 55工作壓力和溫度127 56機遇與挑戰130 擴展閱讀130 第6章直接液體燃料電池131 61直接甲醇燃料電池131 611工作原理133 612與質子交換膜電解質的 電極反應134 613與鹼性電解質的 電極反應135 614陽極催化劑135 615陰極催化劑136 616系統設計136 617燃料交換138 618減少燃料交換的標準方法138 619減少燃料交換的前瞻性方法139 6110甲醇生產140 6111甲醇安全與儲存140 62直接乙醇燃料電池141 621工作原理141 622乙醇氧化、催化劑及反應機理142 623低溫運行時的性能和挑戰144 624高溫直接乙醇燃料電池144 63直接丙醇燃料電池144 64直接乙二醇燃料電池145 641工作原理145 642乙二醇：陽極氧化146 643電池性能146 65甲酸燃料電池147 651甲酸：陽極氧化147 652電池性能 148 66硼氫化物燃料電池148 661陽極催化劑150 662挑戰150 67直接液體燃料電池的應用152 擴展閱讀154 第7章磷酸燃料電池155 71高溫燃料電池系統155 72系統設計156 721燃料加工156 722燃料利用157 723熱交換器160 73操作原則163 731電解液163 732電極和催化劑164 733電堆構造165 734電堆冷卻和歧管166 74性能167 741操作壓力168 742工作溫度168 743燃料和氧化劑成分的影響169 744一氧化碳和硫的影響169 75技術發展170 擴展閱讀172 第8章熔融碳酸鹽燃料電池173 81工作原理173 82電池組件176 821電解質177 822陽極178 823陰極179 824非多孔組件180 83電堆構造和密封180 831歧管181 832內部和外部重整182 84性能184 841壓力的影響184 842溫度的影響186 85實際系統186 851Fuel Cell Energy（美國）186 852Fuel Cell Energy Solutions(歐洲)189 853日本設施192 854韓國設施192 86未來研發193 87制氫和二氧化碳分離195 88直接碳燃料電池196 擴展閱讀198 第9章固體氧化物燃料電池199 91工作原理199 911高溫（HT）電池199 912低溫（IT）電池201 92組件202 921HT燃料電池的氧化鋯電解質202 922IT燃料電池的電解質203 923陽極206 924陰極209 925互連材料210 926密封材料210 93實際設計和堆放佈置211 931管狀設計211 932平面設計214 94性能215 95開發和商業系統216 951管狀SOFC217 952平面SOFC219 96聯合迴圈及其他系統220 擴展閱讀222 第10章燃料電池的燃料224 101綜述224 102化石燃料227 1021石油227 1022來自油砂、油葉岩和天然氣 水合物的石油229 1023煤與煤氣229 1024天然氣和煤層氣231 103生物燃料232 104燃料基本處理235 1041燃料電池的需求235 1042脫硫作用235 1043蒸汽重整237 1044碳的形成和預重整239 1045內部重整241 1046碳氫化合物直接氧化243 1047部分氧化和自熱重整244 1048太陽能熱重整245 1049吸附強化重整反應247 10410高溫分解制氫或碳氫化合物的熱裂解247 10411燃料進一步處理:去除一氧化碳249 105氣體分離膜的發展251 1051緻密膜251 1052緻密陶瓷膜252 1053多孔膜252 1054氧氣分離252 106實用的燃料處理過程：固定式佈置253 1061工業蒸汽重整253 1062天然氣蒸汽重整254 1063重整和部分氧化設計256 107實用的燃料處理過程:移動設備的應用260 108電解槽262 1081電解槽的使用262 1082應用 264 1083電解效率268 1084光電化學電池268 109熱化學制氫和化學迴圈270 1091熱化學迴圈270 1092化學迴圈272 1010生物制氫273 10101簡介273 10102光合作用與水分解273 10103生物轉化反應275 10104消化過程275 擴展閱讀276 第11章氫氣的存儲277 111從能源戰略出發進行思索277 112氫氣的安全279 113壓縮氫氣281 1131存儲容器281 1132儲能效率282 1133儲氫成本282 1134安全方面283 114液態氫284 115可逆的金屬氫化物286 116簡單的含氫化學物質290 1161有機物質290 1162鹼金屬氫化物291 1163氨、胺和硼烷291 117複雜含氫化學物質293 1171丙酸酯293 1172硼氫化物293 118納米結構儲氫材料295 119儲氫技術評估297 擴展閱讀299 第12章氫燃料電池系統及 未來300 121輔助系統零部件300 1211空壓機300 1212渦輪式空壓機308 1213引射器迴圈器310 1214風扇與鼓風機310 1215泵311 122功率電子器件312 1221直流變換器及電子開關器件312 1222降壓穩壓器314 1223升壓調壓器316 1224逆變器317 1225燃料電池電力介面及與電網連接問題322 1226功率因數及其修正323 123燃料電池+蓄電池混合系統325 124燃料電池系統分析328 1241油井到車輪的效率分析329 1242傳動系統分析331 1243生命週期評估332 1244處理模型333 1245發展趨勢336 125商業現實337 1251回到基本盤337 1252商業化進程338 126未來展望：水晶球中仍然有疑雲340 擴展閱讀342 附錄343 附錄1摩爾吉布斯自由能變化的計算343 A11氫燃料電池343 A12一氧化碳燃料電池345 附錄2可用燃料電池方程式346 A21簡介346 A22氧氣和空氣用量347 A23出風量348 A24氫氣用量348 A25產水率349 A26發熱量350 附錄3燃料電池排氣中空壓機所需功率和渦輪機可回收功率的計算350 A31空壓機所需的功率350 A32渦輪從燃料電池廢氣中回收功率351 專業術語353
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