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燃料電池與燃料電池汽車（簡體書）
- 系列名：普通高等教育“十三五”規劃教材.新能源科學與工程專業系列教材
- ISBN13：9787030513045
- 出版社：科學出版社
- 作者：王志成
- 裝訂／頁數：平裝／187頁
- 規格：26cm*19cm (高/寬)
- 版次：一版
- 出版日：2021/03/19
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商品簡介
目次
商品簡介
本書由5章組成，主要內容包括燃料電池的概述、電化學基礎、分類及基本原理（第1～3章）；燃料電池用氫燃料的製備與儲存（第4章）以及燃料電池汽車部分（第5章）。本書可作為應用型本科院校的新能源科學與工程及相關專業的本科學生教材，也可供相關專業的工程技術人員參考。
目次
目錄
前言
第1章 燃料電池概述 1
1.1 燃料電池的工作原理 1
1.2 燃料電池的分類 2
1.3 燃料電池的發展歷史 3
1.4 燃料電池的特性 4
1.5 燃料電池的應用 6
參考文獻 7
第2章 燃料電池的電化學基礎 9
2.1 燃料電池熱力學 9
2.1.1 Gibbs自由能與電池電動勢的關係 9
2.1.2 能斯特方程 11
2.1.3 燃料電池效率 12
2.2 電極過程動力學 14
2.2.1 法拉第定律與電化學過程速率 15
2.2.2 電化學反應速率 15
2.3 極化 16
2.3.1 電化學極化 16
2.3.2 濃差極化 19
2.3.3 歐姆極化 20
2.4 極化測試 21
參考文獻 23
第3章 燃料電池類型 24
3.1 質子交換膜燃料電池 24
3.1.1 PEMFC結構與工作原理 24
3.1.2 PEMFC發展簡史 25
3.1.3 PEMFC主要部件 26
3.1.4 PEMFC單電池與電池組 44
3.1.5 PEMFC電池組失效分析 49
3.2 直接甲醇燃料電池 50
3.2.1 DMFC結構與工作原理 50
3.2.2 DMFC關鍵材料 52
3.2.3 DMFC與PEMFC的差別 54
3.2.4 DMFC存在的問題 55
3.2.5 DMFC的應用 55
3.3 固體氧化物燃料電池 55
3.3.1 SOFC結構與工作原理 55
3.3.2 SOFC發展概況 57
3.3.3 SOFC關鍵材料 59
3.3.4 SOFC發展趨勢 68
3.3.5 SOFC面臨的問題 69
3.3.6 SOFC電池組 78
3.3.7 高功率密度SOFC 80
3.4 鹼性燃料電池 82
3.4.1 AFC結構與工作原理 82
3.4.2 AFC發展概況 83
3.4.3 AFC關鍵材料 84
3.4.4 排水 87
3.4.5 AFC的優缺點 89
3.4.6 單電池與電池組 89
3.5 磷酸燃料電池 91
3.5.1 PAFC結構與工作原理 91
3.5.2 PAFC發展狀況 92
3.5.3 PAFC結構材料 93
3.5.4 PAFC電池組 96
3.5.5 影響PAFC的因素 96
3.5.6 影響壽命的因素及改進辦法 98
3.5.7 PAFC的優缺點 99
3.6 熔融碳酸鹽燃料電池 100
3.6.1 MCFC結構與工作原理 100
3.6.2 MCFC發展概況 101
3.6.3 MCFC關鍵材料 102
3.6.4 MCFC單電池與電池組 106
3.6.5 操作條件對MCFC性能的影響 107
3.6.6 MCFC的優缺點 109
參考文獻 110
第4章 燃料電池用氫燃料的製備、純化與儲存 116
4.1 氫氣的製備 116
4.1.1 化石能源制氫 116
4.1.2 水電解制氫 124
4.1.3 生物質制氫 125
4.1.4 氮氫化合物制氫 129
4.1.5 硼氫化鈉制氫 133
4.2 氫氣的純化 135
4.3 氫氣的儲存 137
4.3.1 高壓氣態存儲 137
4.3.2 低溫液態存儲 138
4.3.3 金屬氫化物儲氫 139
4.3.4 新型碳材料儲氫 142
4.3.5 有機液體氫化物儲氫 144
4.3.6 其他儲氫技術 146
參考文獻 150
第5章 燃料電池汽車 153
5.1 燃料電池汽車的工作原理 153
5.2 燃料電池汽車的重要部件 154
5.2.1 燃料電池發動機 155
5.2.2 動力系統 155
5.2.3 電動機 158
5.2.4 電子控制系統 161
5.2.5 燃料系統 161
5.2.6 安全系統 164
5.3 燃料電池汽車的關鍵技術 166
5.3.1 電池技術 166
5.3.2 電機技術 167
5.3.3 控制器技術 169
5.4 質子交換膜燃料電池電動汽車 170
5.4.1 發展概況 170
5.4.2 研發方向和需要解決的問題 175
5.5 固體氧化物燃料電池汽車 177
5.5.1 發展概況 177
5.5.2 SOFC電池應用於汽車所面臨的挑戰 180
5.6 燃料電池汽車的基礎設施建設 181
5.6.1 氫氣加注站 181
5.6.2 全球氫氣加注站的發展概況 184
參考文獻 186
前言
第1章 燃料電池概述 1
1.1 燃料電池的工作原理 1
1.2 燃料電池的分類 2
1.3 燃料電池的發展歷史 3
1.4 燃料電池的特性 4
1.5 燃料電池的應用 6
參考文獻 7
第2章 燃料電池的電化學基礎 9
2.1 燃料電池熱力學 9
2.1.1 Gibbs自由能與電池電動勢的關係 9
2.1.2 能斯特方程 11
2.1.3 燃料電池效率 12
2.2 電極過程動力學 14
2.2.1 法拉第定律與電化學過程速率 15
2.2.2 電化學反應速率 15
2.3 極化 16
2.3.1 電化學極化 16
2.3.2 濃差極化 19
2.3.3 歐姆極化 20
2.4 極化測試 21
參考文獻 23
第3章 燃料電池類型 24
3.1 質子交換膜燃料電池 24
3.1.1 PEMFC結構與工作原理 24
3.1.2 PEMFC發展簡史 25
3.1.3 PEMFC主要部件 26
3.1.4 PEMFC單電池與電池組 44
3.1.5 PEMFC電池組失效分析 49
3.2 直接甲醇燃料電池 50
3.2.1 DMFC結構與工作原理 50
3.2.2 DMFC關鍵材料 52
3.2.3 DMFC與PEMFC的差別 54
3.2.4 DMFC存在的問題 55
3.2.5 DMFC的應用 55
3.3 固體氧化物燃料電池 55
3.3.1 SOFC結構與工作原理 55
3.3.2 SOFC發展概況 57
3.3.3 SOFC關鍵材料 59
3.3.4 SOFC發展趨勢 68
3.3.5 SOFC面臨的問題 69
3.3.6 SOFC電池組 78
3.3.7 高功率密度SOFC 80
3.4 鹼性燃料電池 82
3.4.1 AFC結構與工作原理 82
3.4.2 AFC發展概況 83
3.4.3 AFC關鍵材料 84
3.4.4 排水 87
3.4.5 AFC的優缺點 89
3.4.6 單電池與電池組 89
3.5 磷酸燃料電池 91
3.5.1 PAFC結構與工作原理 91
3.5.2 PAFC發展狀況 92
3.5.3 PAFC結構材料 93
3.5.4 PAFC電池組 96
3.5.5 影響PAFC的因素 96
3.5.6 影響壽命的因素及改進辦法 98
3.5.7 PAFC的優缺點 99
3.6 熔融碳酸鹽燃料電池 100
3.6.1 MCFC結構與工作原理 100
3.6.2 MCFC發展概況 101
3.6.3 MCFC關鍵材料 102
3.6.4 MCFC單電池與電池組 106
3.6.5 操作條件對MCFC性能的影響 107
3.6.6 MCFC的優缺點 109
參考文獻 110
第4章 燃料電池用氫燃料的製備、純化與儲存 116
4.1 氫氣的製備 116
4.1.1 化石能源制氫 116
4.1.2 水電解制氫 124
4.1.3 生物質制氫 125
4.1.4 氮氫化合物制氫 129
4.1.5 硼氫化鈉制氫 133
4.2 氫氣的純化 135
4.3 氫氣的儲存 137
4.3.1 高壓氣態存儲 137
4.3.2 低溫液態存儲 138
4.3.3 金屬氫化物儲氫 139
4.3.4 新型碳材料儲氫 142
4.3.5 有機液體氫化物儲氫 144
4.3.6 其他儲氫技術 146
參考文獻 150
第5章 燃料電池汽車 153
5.1 燃料電池汽車的工作原理 153
5.2 燃料電池汽車的重要部件 154
5.2.1 燃料電池發動機 155
5.2.2 動力系統 155
5.2.3 電動機 158
5.2.4 電子控制系統 161
5.2.5 燃料系統 161
5.2.6 安全系統 164
5.3 燃料電池汽車的關鍵技術 166
5.3.1 電池技術 166
5.3.2 電機技術 167
5.3.3 控制器技術 169
5.4 質子交換膜燃料電池電動汽車 170
5.4.1 發展概況 170
5.4.2 研發方向和需要解決的問題 175
5.5 固體氧化物燃料電池汽車 177
5.5.1 發展概況 177
5.5.2 SOFC電池應用於汽車所面臨的挑戰 180
5.6 燃料電池汽車的基礎設施建設 181
5.6.1 氫氣加注站 181
5.6.2 全球氫氣加注站的發展概況 184
參考文獻 186
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