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燃料电池系统解析原书第3版

作者: [澳] 安德鲁·L.迪克斯（Andrew L.Dicks）

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2021-05

版次: 1

ISBN: 9787111677123

定价: 180.00

装帧: 精装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 384页

字数: 495.000千字

分类: 工程技术

7 张插图图片

9人买过

《燃料电池系统解析》是对燃料电池系统的全面解析，内容包括燃料电池基础知识，质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、直接液体燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池等常见燃料电池系统的组成、原理、优缺点、开发中的关键点、商业化应用现状及前景，以及燃料电池的燃料、氢的储存、燃料电池的完整系统及未来。附录中也对燃料电池常见计算给出方程式。
《燃料电池系统解析》适合燃料电池系统研究开发人员阅读参考，也适合车辆工程等专业的师生阅读使用。安德鲁?迪克斯（Andrew L. Dicks），英国皇家化学会院士。他在英国接受教育，毕业于拉夫堡大学（Loughborough University），然后开始在英国天然气工业公司实验室工作。他的第一个研究项目专注于制气过程中的非均相催化剂，并于1981年获得博士学位。在20世纪80年代中期，BG任命安德鲁领导燃料电池的研究工作，该研究主要针对熔融碳酸盐和固体氧化物系统。该团队率先将过程建模应用于燃料电池系统，特别是那些具有内部重整功能的系统。这项工作在20世纪90年代得到了欧盟委员会的支持，涉及与欧洲和北美领先的燃料电池开发商的合作。1994年，安德鲁因其对高温系统的研究而被联合授予天然气工程师和经理学会协会的亨利·琼斯爵士勋章。他还对质子交换膜燃料电池感兴趣，并成为不列颠哥伦比亚省维多利亚大学的一个项目的主席，巴拉德动力系统公司是该项目的工业合作伙伴。 2001年，他获得了澳大利亚昆士兰大学的高级研究奖学金，这使他对催化和纳米材料在燃料电池系统中的应用的兴趣进一步得到追捧。自移居澳大利亚以来，他一直担任澳大利亚CSIRO的国家氢材料联盟理事和澳大利亚能源学会理事，继续推广氢和燃料电池技术。现在，世界各国政府和资助机构已就能源和清洁技术问题向他提供咨询。

戴维·兰德（David A. J. Rand）博士，在剑桥大学接受教育，毕业后，他进行了低温燃料电池的研究。 1969年，他加入了澳大利亚联邦科学与工业研究组织（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO）在墨尔本的实验室。进一步研究燃料电池的机理，并进行了矿物选矿的电化学研究之后，他于20世纪70年代后期在该实验室成立了新型电池技术小组，并一直保持领导地位，直到2003年。美国先进铅酸技术协会Battery Consortium于1992年成立，他是*初的六位发起科学家之一，并于1994年担任经理。他是UltraBatteryTM公司的共同创建人，该公司在混合动力汽车和可再生能源存储应用领域提供服务。作为首席研究科学家，他一直担任CSIRO的氢气和可再生能源科学顾问，直到2008年退休。他目前仍然是该组织的荣誉研究员，并一直担任该组织的首席能源科学家。此后他一直担任世界太阳能挑战赛的首席能源科学家。他于1991年被英国皇家化学学会授予法拉第奖章，于1996年被保加利亚科学院授予联合国教科文组织加斯顿·普朗特奖章，并于2006年被澳大利亚皇家化学学院授予RH斯托克斯奖章。他于1998年当选为澳大利亚技术科学与工程学院院士，并于2013年成为澳大利亚勋章的成员，为能源存储领域的科学和技术发展提供服务。作译者简介

前言

第1章燃料电池引言1

11研究历史1

12燃料电池基础知识6

13电极反应速率8

14电堆设计9

15供气和冷却12

16主要技术14

17可机械充电的电池和其他

燃料电池16

171金属空气电池16

172氧化还原流通电池17

173生物燃料电池19

18电池的辅助系统设备19

19燃料电池系统：关键参数20

110优点和应用21

扩展阅读21

第2章效率和开路电压22

21开路电压：氢燃料电池22

22开路电压：其他燃料

电池和电池26

23效率及其限制26

24效率和电压29

25压力和气体浓度的影响30

251能斯特方程30

252氢分压32

253燃料和氧化剂的利用32

254系统压力33

26小结34

扩展阅读34

第3章燃料电池的工作电压35

31电压与电流的基本关系35

32术语36

33燃料电池的不可逆性37

34活化损失38

341塔菲尔方程38

342塔菲尔方程常数39

343降低极化电位42

35内部电流和燃料交换损失42

36欧姆损失45

37质量传输损失45

38合并不可逆项47

39电气双层47

310辨别不可逆项的方法49

3101循环伏安法49

3102交流阻抗谱51

3103电流中断54

扩展阅读56

第4章质子交换膜燃料电池57

41概述57

42高分子电解质：工作原理60

421全氟磺酸膜60

422改性的全氟磺酸膜63

423替代磺化和非磺化膜64

424酸碱络合物和离子液体65

425高温质子导体66

43电极与电极结构67

431催化剂层：铂基催化剂67

432催化剂层：用于还原氧气的

替代催化剂70

433催化剂层：阳极73

434催化剂耐久性73

435气体扩散层74

44水管理76

441水合与水运动76

442气流和水蒸发78

443空气湿度80

444自加湿电池82

445外部加湿的原理84

446外部加湿的方法85

45冷却和空气供应86

451阴极送风冷却86

452反应物和冷却空气分开87

46电堆构造方法89

461简介89

462碳基双极板90

463金属双极板91

464流场形式93

465其他拓扑形式94

466混合反应物燃料电池96

47电池工作压力97

471技术问题97

472高压工作的优势98

473其他因素101

48燃料种类101

481重整烃类101

482酒精和其他液体燃料102

49实际应用的商业化燃料

电池系统103

491小型系统103

492中型燃料电池系统及

固定电站应用104

493在交通系统中的应用106

410系统设计、电堆生命周期及

相关问题108

4101膜降解108

4102催化剂降解108

4103系统控制109

411组合式可再生燃料电池109

扩展阅读112

第5章碱性燃料电池113

51工作原理113

52系统设计114

521循环电解质溶液114

522静态电解质溶液117

523溶解燃料119

524阴离子交换膜燃料电池120

53电极122

531烧结镍粉123

532雷尼金属123

533轧制碳123

534催化剂125

54电堆设计126

541单极和双极126

542其他电堆设计126

55工作压力和温度127

56机遇与挑战130

扩展阅读130

目录●●●●●●●●●●燃料电池系统解析原书第3版第6章直接液体燃料电池131

61直接甲醇燃料电池131

611工作原理133

612与质子交换膜电解质的

电极反应134

613与碱性电解质的

电极反应135

614阳极催化剂135

615阴极催化剂136

616系统设计136

617燃料交换138

618减少燃料交换的

标准方法138

619减少燃料交换的

前瞻性方法139

6110甲醇生产140

6111甲醇安全与储存140

62直接乙醇燃料电池141

621工作原理141

622乙醇氧化、催化剂及

反应机理142

623低温运行时的性能和

挑战144

624高温直接乙醇燃料电池144

63直接丙醇燃料电池144

64直接乙二醇燃料电池145

641工作原理145

642乙二醇：阳极氧化146

643电池性能146

65甲酸燃料电池147

651甲酸：阳极氧化147

652电池性能 148

66硼氢化物燃料电池148

661阳极催化剂150

662挑战150

67直接液体燃料电池的应用152

扩展阅读154

第7章磷酸燃料电池155

71高温燃料电池系统155

72系统设计156

721燃料加工156

722燃料利用157

723热交换器160

73操作原则163

731电解液163

732电极和催化剂164

733电堆构造165

734电堆冷却和歧管166

74性能167

741操作压力168

742工作温度168

743燃料和氧化剂成分

的影响169

744一氧化碳和硫的影响169

75技术发展170

扩展阅读172

第8章熔融碳酸盐燃料电池173

81工作原理173

82电池组件176

821电解质177

822阳极178

823阴极179

824非多孔组件180

83电堆构造和密封180

831歧管181

832内部和外部重整182

84性能184

841压力的影响184

842温度的影响186

85实际系统186

851Fuel Cell Energy（美国）186

852Fuel Cell Ene
内容简介:
《燃料电池系统解析》是对燃料电池系统的全面解析，内容包括燃料电池基础知识，质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、直接液体燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池等常见燃料电池系统的组成、原理、优缺点、开发中的关键点、商业化应用现状及前景，以及燃料电池的燃料、氢的储存、燃料电池的完整系统及未来。附录中也对燃料电池常见计算给出方程式。
《燃料电池系统解析》适合燃料电池系统研究开发人员阅读参考，也适合车辆工程等专业的师生阅读使用。
作者简介:
安德鲁?迪克斯（Andrew L. Dicks），英国皇家化学会院士。他在英国接受教育，毕业于拉夫堡大学（Loughborough University），然后开始在英国天然气工业公司实验室工作。他的第一个研究项目专注于制气过程中的非均相催化剂，并于1981年获得博士学位。在20世纪80年代中期，BG任命安德鲁领导燃料电池的研究工作，该研究主要针对熔融碳酸盐和固体氧化物系统。该团队率先将过程建模应用于燃料电池系统，特别是那些具有内部重整功能的系统。这项工作在20世纪90年代得到了欧盟委员会的支持，涉及与欧洲和北美领先的燃料电池开发商的合作。1994年，安德鲁因其对高温系统的研究而被联合授予天然气工程师和经理学会协会的亨利·琼斯爵士勋章。他还对质子交换膜燃料电池感兴趣，并成为不列颠哥伦比亚省维多利亚大学的一个项目的主席，巴拉德动力系统公司是该项目的工业合作伙伴。 2001年，他获得了澳大利亚昆士兰大学的高级研究奖学金，这使他对催化和纳米材料在燃料电池系统中的应用的兴趣进一步得到追捧。自移居澳大利亚以来，他一直担任澳大利亚CSIRO的国家氢材料联盟理事和澳大利亚能源学会理事，继续推广氢和燃料电池技术。现在，世界各国政府和资助机构已就能源和清洁技术问题向他提供咨询。

戴维·兰德（David A. J. Rand）博士，在剑桥大学接受教育，毕业后，他进行了低温燃料电池的研究。 1969年，他加入了澳大利亚联邦科学与工业研究组织（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO）在墨尔本的实验室。进一步研究燃料电池的机理，并进行了矿物选矿的电化学研究之后，他于20世纪70年代后期在该实验室成立了新型电池技术小组，并一直保持领导地位，直到2003年。美国先进铅酸技术协会Battery Consortium于1992年成立，他是*初的六位发起科学家之一，并于1994年担任经理。他是UltraBatteryTM公司的共同创建人，该公司在混合动力汽车和可再生能源存储应用领域提供服务。作为首席研究科学家，他一直担任CSIRO的氢气和可再生能源科学顾问，直到2008年退休。他目前仍然是该组织的荣誉研究员，并一直担任该组织的首席能源科学家。此后他一直担任世界太阳能挑战赛的首席能源科学家。他于1991年被英国皇家化学学会授予法拉第奖章，于1996年被保加利亚科学院授予联合国教科文组织加斯顿·普朗特奖章，并于2006年被澳大利亚皇家化学学院授予RH斯托克斯奖章。他于1998年当选为澳大利亚技术科学与工程学院院士，并于2013年成为澳大利亚勋章的成员，为能源存储领域的科学和技术发展提供服务。
目录:
作译者简介

前言

第1章燃料电池引言1

11研究历史1

12燃料电池基础知识6

13电极反应速率8

14电堆设计9

15供气和冷却12

16主要技术14

17可机械充电的电池和其他

燃料电池16

171金属空气电池16

172氧化还原流通电池17

173生物燃料电池19

18电池的辅助系统设备19

19燃料电池系统：关键参数20

110优点和应用21

扩展阅读21

第2章效率和开路电压22

21开路电压：氢燃料电池22

22开路电压：其他燃料

电池和电池26

23效率及其限制26

24效率和电压29

25压力和气体浓度的影响30

251能斯特方程30

252氢分压32

253燃料和氧化剂的利用32

254系统压力33

26小结34

扩展阅读34

第3章燃料电池的工作电压35

31电压与电流的基本关系35

32术语36

33燃料电池的不可逆性37

34活化损失38

341塔菲尔方程38

342塔菲尔方程常数39

343降低极化电位42

35内部电流和燃料交换损失42

36欧姆损失45

37质量传输损失45

38合并不可逆项47

39电气双层47

310辨别不可逆项的方法49

3101循环伏安法49

3102交流阻抗谱51

3103电流中断54

扩展阅读56

第4章质子交换膜燃料电池57

41概述57

42高分子电解质：工作原理60

421全氟磺酸膜60

422改性的全氟磺酸膜63

423替代磺化和非磺化膜64

424酸碱络合物和离子液体65

425高温质子导体66

43电极与电极结构67

431催化剂层：铂基催化剂67

432催化剂层：用于还原氧气的

替代催化剂70

433催化剂层：阳极73

434催化剂耐久性73

435气体扩散层74

44水管理76

441水合与水运动76

442气流和水蒸发78

443空气湿度80

444自加湿电池82

445外部加湿的原理84

446外部加湿的方法85

45冷却和空气供应86

451阴极送风冷却86

452反应物和冷却空气分开87

46电堆构造方法89

461简介89

462碳基双极板90

463金属双极板91

464流场形式93

465其他拓扑形式94

466混合反应物燃料电池96

47电池工作压力97

471技术问题97

472高压工作的优势98

473其他因素101

48燃料种类101

481重整烃类101

482酒精和其他液体燃料102

49实际应用的商业化燃料

电池系统103

491小型系统103

492中型燃料电池系统及

固定电站应用104

493在交通系统中的应用106

410系统设计、电堆生命周期及

相关问题108

4101膜降解108

4102催化剂降解108

4103系统控制109

411组合式可再生燃料电池109

扩展阅读112

第5章碱性燃料电池113

51工作原理113

52系统设计114

521循环电解质溶液114

522静态电解质溶液117

523溶解燃料119

524阴离子交换膜燃料电池120

53电极122

531烧结镍粉123

532雷尼金属123

533轧制碳123

534催化剂125

54电堆设计126

541单极和双极126

542其他电堆设计126

55工作压力和温度127

56机遇与挑战130

扩展阅读130

目录●●●●●●●●●●燃料电池系统解析原书第3版第6章直接液体燃料电池131

61直接甲醇燃料电池131

611工作原理133

612与质子交换膜电解质的

电极反应134

613与碱性电解质的

电极反应135

614阳极催化剂135

615阴极催化剂136

616系统设计136

617燃料交换138

618减少燃料交换的

标准方法138

619减少燃料交换的

前瞻性方法139

6110甲醇生产140

6111甲醇安全与储存140

62直接乙醇燃料电池141

621工作原理141

622乙醇氧化、催化剂及

反应机理142

623低温运行时的性能和

挑战144

624高温直接乙醇燃料电池144

63直接丙醇燃料电池144

64直接乙二醇燃料电池145

641工作原理145

642乙二醇：阳极氧化146

643电池性能146

65甲酸燃料电池147

651甲酸：阳极氧化147

652电池性能 148

66硼氢化物燃料电池148

661阳极催化剂150

662挑战150

67直接液体燃料电池的应用152

扩展阅读154

第7章磷酸燃料电池155

71高温燃料电池系统155

72系统设计156

721燃料加工156

722燃料利用157

723热交换器160

73操作原则163

731电解液163

732电极和催化剂164

733电堆构造165

734电堆冷却和歧管166

74性能167

741操作压力168

742工作温度168

743燃料和氧化剂成分

的影响169

744一氧化碳和硫的影响169

75技术发展170

扩展阅读172

第8章熔融碳酸盐燃料电池173

81工作原理173

82电池组件176

821电解质177

822阳极178

823阴极179

824非多孔组件180

83电堆构造和密封180

831歧管181

832内部和外部重整182

84性能184

841压力的影响184

842温度的影响186

85实际系统186

851Fuel Cell Energy（美国）186

852Fuel Cell Ene

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燃料电池系统解析 原书第3版

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