第一章閉環控制的直流調速系統1－1為什么PWM—電動機系統比晶閘管—電動機系統能夠獲得更好的動態性能？答：PWM—電動機系統在很多方面有較大的優越性：（1）主電路線路簡單，需用的功率器件少。（2）開關頻率高，電流容易連續，諧波少，電機損耗及發熱都較小。（3）低速性能好，穩速精度高，調速范圍寬，可達1：10000左右。（4）若與快速響應的電動機配合，則系統頻帶寬，動態響應快，動態抗擾能力強。（5）功率開關器件工作在開關狀態，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，因而裝置效率較高。（6）直流電源采用不控整流時，電網功率因數比相控整流器高。1－2試分析有制動通路的不可逆PWM變換器進行制動時，兩個VT是如何工作的。１－３調速范圍和靜差率的定義是什么？調速范圍、靜差速降和最小靜差率之間有什么關系？為什么說“脫離了調速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了”？1—8轉速單閉環調速系統有那些特點？改變給定電壓能否改變電動機的轉速？為什么？如果給定電壓不變，調節測速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉速？為什么？如果測速發電機的勵磁發生了變化，系統有無克服這種干擾的能力？答：（1）轉速單閉環調速系統有以下三個基本特征①只用比例放大器的反饋控制系統，其被被調量仍是有靜差的。②反饋控制系統的作用是：抵抗擾動，服從給定。擾動性能是反饋控制系統最突出的特征之一。③系統的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。（2）改變給定電壓會改變電動機的轉速，因為反饋控制系統完全服從給定作用。（3）如果給定電壓不變，調節測速反饋電壓的分壓比或測速發電機的勵磁發生了變化，它不能得到反饋控制系統的抑制，反而會增大被調量的誤差。反饋控制系統所能抑制的只是被反饋環包圍的前向通道上的擾動。1—9在轉速負反饋調速系統中，當電網電壓、負載轉矩、電動機勵磁電流、電樞電阻、測速發電機勵磁各量發生變化時，都會引起轉速的變化，問系統對上述各量有無調節能力？為什么？答：當電網電壓發生變化時，系統對其有調節能力。因為電網電壓是系統的給定反饋控制系統完全服從給定。負載轉矩、電動機勵磁電流、電樞電阻變化時系統對其有調節能力。因為他們的變化最終會影響到轉速，都會被測速裝置檢測出來。再通過反饋控制作用，減小它們對穩態轉速的影響。測速發電機勵磁各量發生變化時，它不能得到反饋控制系統的抑制，反而會增大被調量的誤差。反饋控制系統所能抑制的只是被反饋環包圍的前向通道上的擾動。1-141-17在無靜差轉速單閉環調速系統中，轉速的穩態精度是否還受給定電源和測速發電機精度的影響？并說明理由。答：系統的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。因此轉速的穩態精度還受給定電源和測速發電機精度的影響。1-18采用比例積分調節器控制的電壓負反饋調速系統，穩態運行時的速度是否有靜差？為什么？試說明理由。答：采用比例積分調節器控制的電壓負反饋調速系統，穩態運行時的速度是無靜差的。電壓負反饋實際是一個自動調壓系統，只有被包圍的電力電子裝置內阻引起的穩態速降被減小到1/（1+K），它的穩態性能比帶同樣放大器的轉速負反饋系統要差。但基本控制原理與轉速負反饋類似。它與轉速負反饋一樣可以實現無靜差調節。第二章轉速、電流雙閉環直流調速系統和調節器的工程設計方法第4章可逆直流調速系統和位置隨動系統4-1晶閘管-電動機系統需要快速回饋制動時，為什么必須采用可逆線路？答：當電動機需要回饋制動時，由于反電動勢的極性未變，要回饋電能必須產生反向電流，而反向電流是不可能通過VF流通的，這時，可以通過控制電路切換到反組晶閘管裝置VR，并使它工作在逆變狀態，產生逆變電壓，電機輸出電能實現回饋制動。4-2試畫出采用單組晶閘管裝置供電的V-M系統在整流和逆變狀態下的機械特性，并分析這種機械特性適合于何種性質的負載。解；機械特性圖如下：4-6試分析位置隨動系統和調速系統在哪些方面是不同的。答：位置隨動系統與調速系統的主要區別在于，調速系統的給定量一經設定，即保持恒值，系統的主要作用是保證穩定和抵抗擾動；而位置隨動系統的給定量是隨機變化的，要求輸出量準確跟隨給定量的變化，系統在保證穩定的基礎上，更突出需要快速響應。位置隨動系統的反饋是位置環，調速系統的反饋是速度環。第5章閉環控制的異步電動機變壓調速系統——一種轉差功率消耗型調速系統概念題：直流電動機的轉速可通過三種方法來調節即：調節電樞供電電壓、減弱勵磁磁通、改變電樞回路電阻。晶閘管具有單向導電性。電動機的機械特性越越好。調速系統的兩項穩態性能指標是調速范圍和靜差率。滿足給定穩態精度要求的閉環調速系統經常不能穩定，因此還須加動態校正環節。伯德圖是調速系統校正環節設計中最常用的工具。電動機調速系統的伯德圖中頻段須有足夠寬的-20DB/DEC的斜率段，表示穩定性好；截止頻率高表示快速性好；低頻特性陡，增益高，表示穩態精度好；高頻衰減快說明抗高頻干擾能力強。PI調節器的傳遞函數有PI調節器的可以消除調速系統的靜差。雙閉環調速系統中兩個調節器都采用PI調節器。帶PI調節器的雙閉環調速系統在啟動過程中轉速一定會有超調。雙閉環調速系統中轉速調節器的作用：（1）使轉速n跟隨給定電壓U*m變化，穩態無靜差。（2）對負載變化起抗擾作用。（3）其輸出限幅值決定允許的最大電流。或1．對轉速的抗擾調節2.使轉速無靜差3.其輸出限幅值決定允許的最大電流雙閉環調速系統中電流調節器的作用：（1）對電網電壓波動起及時抗擾作用。（2）起動時保證電機獲得允許的最大電流。（3）在轉速調節過程中，使電流跟隨其給定電壓U*i變化。（4）當電機過載甚至于堵轉時，限制電樞電流的最大值，從而起到快速的安全保護作用。如果故障消失，系統能夠自動恢復正常。或1.電流跟隨2.過流自動保護3.及時抑制電壓波動調節器的一般設計方法是：先內環后外環。調節器的結構和參數取決于穩態精度和動態校正的要求。晶閘管產生逆變的兩個必要條件：P105環流是影響晶閘管可逆調速系統安全工作并決定可逆系統性質的最大、主要問題。P105逆變顛覆：環流對晶閘管調速系統有好處也有壞處，壞處更大。晶閘管—電動機調速系統存在電流的諧波分量，因而在深調速時轉矩脈動大，限制了調速范圍。。。。。深調速時功率因數低。。。。。。要克服上述困難，須加大平波電抗器的電感，但電感大又限制了系統的快速性。PWM的優點：P127位置隨動系統中常用的位移檢測裝置有自整角機、旋轉變壓器、感應同步機、光電編碼盤等。自整角機的角差輸入輸出電壓的關系是正弦函數，只有在角差很小的范圍內才能看成是一個線性環節。位置隨動系統的穩態誤差包括檢測元件的檢測誤差、由系統結構和特征參數決定的原理誤差（系統誤差）和擾動誤差。檢測誤差往往占穩態誤差的主要成分，因此要得到高精度的隨動系統首先必須有高精度的檢測元件。位置隨動系統特別強調應該具有快速的跟蹤能力。交流調速的方法有：降電壓調速；電磁轉差離合器調速繞線轉子異步電動機轉子串電阻調速繞線轉子異步電動機串級調速變極對數調速變頻調速等。

電化學技術在新能源中的利用一.能源的概況1.能源的重要性1.能源的重要性自古以來,人類就為改善生存條件和促進社會經濟的發展而不停地進行奮斗.在這一過程中,能源一直扮演著重要的角色.從世界經濟發展的歷史和現狀來看,能源問題已成為社會經濟發展中一個具有戰略意義的問題,能源的消耗水平已成為衡量一個國家國民經濟發展和人民生活水平的重要標志,能源問題對社會經濟發展起著決定性的作用.2.能源的種類2.能源的種類大自然賦予人類的能源是多種多樣的,一般可分為常規能源和新能源兩大類.常規能源包括煤炭,石油,天然氣和水能,而新能源有生物質能,核能,風能,地熱能,海洋能,太陽能和氫能等.其中煤炭,石油,天然氣被成為化石能源,水能,生物質能,風能,太陽能和氫能等是可再生能源.3.化石能源的問題(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人類賴以生存和社會發展的重要物質基礎,是國民經濟發展的命脈,但目前主要使用的化石能源的儲量不多.據2002年世界探明的化石能源的儲量和使用量統計,世界上煤,石油和天然氣的儲采比分別為204,40和60年,中國的情況更為嚴峻,據2002年統計,中國煤,石油和天然氣的儲采比只有82,15和46年.這表明在人類歷史的長河中,只有很短的一段時間能使用化石能源.隨著我國經濟的持續高速增長,對能源的需求也持續攀升.我國一次能源消費總量從1978年的5.3億噸標準煤,上升到2002年的14.3億噸.據估計,我國在2004,2020和2050年的石油消費量達3,4.5和6億噸,其中進口量分別為1,2.7和4億噸.4億噸的進口量相當于目前美國的石油進口量,這不但會制約我國經濟的可持續發展,而且對國家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成嚴重環境污染和氣候異常化石燃料造成嚴重環境污染和氣候異常化石燃料的使用引起的環境污染,排放的CO2會造成溫室效應,使全球氣候變暖.有關機構已向聯合國發出警告,如再不對CO2的排放采取嚴厲措施,在10年內,世界的氣候將產生不可逆轉的變化.我國的環境污染問題更是日趨嚴重,目前,我國CO2排放量占世界總排放量的14%,在美國之后位居第二,估計到2025年,將位居第一.在本世紀初聯合國關于環境污染的調查中,發現在世界上十個環境污染最嚴重的城市中,七個在中國.它們是太原,北京,烏魯木齊,蘭州,重慶,濟南和石家莊.4.21世紀世界能源發展趨勢世紀世界能源發展趨勢(1)節能技術將備受重視節能技術將備受重視節能就是提高能源利用率,減少能源的浪費.目前節能技術水平已是一個國家能源利用情況的綜合性指標,也是一個國家總體科學技術水平的重要標志.許多研究報告指出,依靠節能可以將能源需求量降低2530%.我國在能源利用方面的效率很低,我國的能耗很高,是世界平均水平的2倍,發達國家的5-10倍,因此更應重視節能技術,我國應該充分重視化石能源的高效利用.(2)世界能源系統將發生重大變革世界能源系統將發生重大變革據預測,20世紀形成的以化石燃料為主的世界能源系統將在21世紀轉換成以可再生能源為主的新的世界能源系統.在20世紀末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.據世界能源委員會(WEC)和國際應用分析系統研究所的研究報告認為,在20世紀上半葉,化石燃料仍將是世界一次能源的主體,但到21世紀下半葉,太陽能,生物質能,風能等新能源將占世界能源的50%左右.(3)煤炭將作為過渡能源而受到重視煤炭將作為過渡能源而受到重視由于石油和天然氣的儲量較少,而煤炭儲量相對較多,因此煤炭將作為一種過渡能源而在21世紀上半葉受到重視.主要發展的技術是潔凈煤技術,煤液化和汽化技術.(4)新化石能源的開發將得到強化新化石能源的開發將得到強化近年來發現,在海洋300米深處有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的開發已經受到特別的關注.據估計,世界甲烷水合物的儲量可能超過石油,天然氣和煤炭儲量的總和.因此,甲烷水合物作為儲量巨大的未開發能源開始受到世界各國的高度重視.(5)核能的利用將進一步得到重視核能的利用將進一步得到重視據國際原子能機構統計,在20世紀末,全世界運行的核電站有436座,總發電量為3.5億千瓦.這些電站主要分布在美,法,日,英,俄等31個國家,近年來,由于擔心核電站運轉的安全性,核廢料對環境的影響和核技術擴散對世界安全性的影響,核能的發展在發達國家已有下降趨勢,但在亞洲地區仍有強勁的增加趨勢,我國準備在今后幾年內建造4座核電站.受控核聚變是一直受人們關心的技術,因為在海水中大約有23.4億萬噸氘,如受控核聚變技術在21世紀能得到應用,在21世紀末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的開發將越來越受到重視可再生能源的開發將越來越受到重視鑒于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起嚴重的環境污染和氣候異常,人們對新能源的開發越來越重視.其中水力能,地熱能,海洋能和風能的可利用資源有限,因此,太陽能,生物質能和氫能的利用將倍受關注.二.生物質能的利用1.生物質能的優點.(1)生物質來源豐富地球上每年生長的生物質總量約14001800億噸,相當于目前世界總能耗的10倍,我國的生物質能也極為豐富,可作為能源開發的生物質能總量可達4.5億噸標準煤.加上生物質能可再生.因此,生物質能的高效,規模化利用可有效緩解世界能源供需矛盾.(2)生物質能可多途徑利用(a)直接燃燒.其熱能和蒸汽可發電,技術成熟,但效率低.(b)生物轉化.包括制沼氣和水解發酵制取醇類.生物質制甲醇和乙醇技術基本成熟,但生產成本較高.生物質制沼氣技術相當成熟.2002年全國已建1300多萬個沼氣池.(c)光熱轉化.通過氣化,裂解,光催化等技術,獲得氣,液體燃料來發電.(d)生物柴油.從油料植物提取植物油,經甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃燒效率高等優點.(3)生物質能利用的環境污染少由于生物質利用過程中釋放的CO2是其生長過程通過光合作用從環境吸收的,所以生物質能的利用過程不排放額外的CO2,而對環境污染少.生物質能的利用還能降低污染.如可利用生物質熱解汽化技術處理生活垃圾等,可得到以甲烷為主的燃氣,實現垃圾的減量化,無害化,資源化.2.生物質能利用的問題2.生物質能利用的問題生物質能利用的缺點主要是生物質分布廣,大面積收集成本高,經濟的收集半徑在50公里以內,只適合建立小型,分散的生物質能利用系統.而小型轉換系統的效率低,不提高生物質能的利用效率就不能獲得好的經濟效益,這是生物質能至今未能實現規模化應用的關鍵問題之一.因此,如何在小型,分散體系實現能量的高效,清潔及規模化利用是迫切需要解決的問題.三.太陽能的利用1.太陽能的優點太陽能的優點(1)太陽能來源豐富太陽能來源豐富太陽能來源豐富是眾所周知的,這似乎是一種用之不絕,取之不盡的能源.太陽內部不停地進行熱核反應,釋放出巨大的能量,輻射到地球上的能量只占起輻射總能量的極小部分,約1/22億,但地球每年接收的太陽能至少有6×1017千瓦小時,相當于74萬噸標準煤的能量.其中被植物吸收的僅占0.015%.可見,開發太陽能利用的潛力很大.(2)太陽能的使用沒有污染問題太陽能的使用沒有污染問題這也是眾所周知的,太陽能的使用基本上沒有污染問題.(3)太陽能可多途徑利用太陽能可多途徑利用(a)太陽能的熱利用.如太陽能熱水器,太陽灶,太陽能蓄熱池發電等.(b)太陽能發電.如太陽能電池和光電池.(c)光催化和光電催化制氫.主要用這兩種技術從水或生物質中制得氫氣.2.太陽能利用的概況太陽能利用的概況近年來,太陽能的利用發展很快,據1997年的數據,全球太陽能發電量已達800兆瓦.到2000年,日本已有7萬個住宅用上太陽能電池,美國和歐盟計劃在2010年前安裝100萬套太陽能電池.特別是把太陽能電池與屋頂瓦結合成光電發電系統,目前歐洲已有300套,年發電量為1億千瓦.這種系統不但可供應清潔能源,而且美觀耐用,壽命可達25年.太陽能的熱利用發展更快.特別在我國,太陽能熱水器的年產值已達60多億元,居世界首位.3.太陽能利用的問題太陽能利用的問題開發太陽能利用的主要問題是如何提高太陽能的轉換效率,其次是降低成本,這對我國特別重要,目前我國生產太陽能電池的能力已達幾百兆瓦,但由于價格高,基本上都銷往國外.第三,一些技術,如光催化和光電催化制氫技術還沒成熟,沒有達到實用化的階段,應該抓緊這方面的研究和發展.四.氫能的利用1.氫能的優點氫能的優點(1)氫是自然界儲量最豐富的元素.(2)氫是除核燃料外發熱量最大的燃料.(3)氫燃燒生成水,是世界上最清潔的燃料.(4)燃燒性能好,可燃范圍大,燃燒速度快.(5)氫可用多種方法大規模生產.(6)氫的利用形式多,可通過燃燒發電,通過燃料電池發電等.2.對氫能利用的重視2002年加拿大舉辦了以"氫行星"為主題的第14屆世界氫能源大會.2003年在華盛頓召開15個國家和地區參加的"國際氫能經濟合作伙伴"會議.冰島計劃用40年時間將冰島建成"氫社會".布什將投資120億美元來促進氫能源的發展.過去5年,工業化國家在氫能開發領域的投入年均遞增20.5%.氫將取代天然氣,油和煤而成為未來世界的主要能源,進入氫能時代已成為近年來的熱門話題,21世紀將是氫能世紀.布什舉著使用氫燃料的照相機我國對發展氫能經濟也開始重視,參加了2003年在華盛頓召開的有15國家參加的"國際氫能經濟合作伙伴"會議.2004和2005舉辦了兩次關于氫能經濟的中美雙邊會議.今年一月,中國科學院院士局召開了關于"石油替代能源"的研討會,主要討論石油資源可持續性分析,石油的替代能源,氫能燃料和我國的石油替代能源.并要組織人員進行軟課題研究.3.氫能的問題3.氫能的問題(1)氫的價格氫的制備,儲存和運輸中的價格問題,是影響走進氫能時代的很關鍵的問題.要降低其價格,必須形成氫的制備,儲存和運輸的網絡.(2)廉價清潔的制氫技術問題(2)廉價清潔的制氫技術問題目前制氫效率很低,氫的制取要消耗大量的能量,因此尋求大規模的廉價清潔的制氫技術是各國科學家共同關心的問題.(a)化石燃料制氫:目前,96%氫從化石燃料制備,技術成熟,但要造成環境污染.(b)電解水制氫:技術成熟,但耗能多,價格高.一般每生產1立方米的氫氣,需要消耗4.2-6度的電能,其能量轉化率不到32%.(c)生物質制氫:有可再生,產量大,可儲存,碳循環等優點,從中長期看是最有前途的制氫方式.目前生物質制氫效率低.(d)生物制氫:國內外在選育高效產氫菌株工作進展不快,制氫效率低.(e)風能制氫:用風能發電來電解水產生氫,技術上沒有問題,降低成本和風能發電量少是主要的問題.(f)太陽能制氫:該法還處在基礎研究階段,離商業化還有較遠的距離.(3)氫的儲運問題(3)氫的儲運問題氫的儲運技術主要解決儲運的安全性和成本,現在由于儲運技術不過關,因此浪費了許多氫.許多工業過程,如煉油,煉焦,氯堿,合成氨,合成甲醇及煤氣制造等多有大量的副產品氫氣,只是由于儲運技術的問題而不能被利用.我國每年放空和燒掉的氫氣至少在1010標立方米以上.因此解決氫的儲運問題也是走進氫能時代的一個很關鍵的問題.目前氫的儲運還有很大問題.(a)高壓儲氫:儲氫量少,只有1%左右,還有不安全的問題.(b)液氫儲氫:很不方便,儲氫設備大,蒸發損失大.(c)吸附儲氫:這是目前的研究熱點,但儲氫容量還較低,一般不超過2%.鎂合金儲氫在3%,但儲放不可逆.熱門一時的納米碳管儲氫也已沒有了希望,最終的儲氫量也只有1%左右.(e)化合物儲氫:放氫不容易.(4)燃料電池還沒有商品化用氫作燃料的燃料電池的出現是促進氫能利用的重要原因.近年來,由于化石燃料資源短缺和環境污染日趨嚴重,各國對燃料電池的研究十分重視.美國《時代周刊》把燃料電池列為21世紀十大高新科技之首,燃料電池已被認為是21世紀極具應用前景的一種新型能源系統.雖然燃料電池有很誘人的優點,而且燃料電池的發展已有100多年的歷史,但至今還沒有一種燃料電池已經真正商品化,因此,燃料電池何時才能商品化是一個與氫能利用密切相關的問題.4.反對氫能的意見4.反對氫能的意見(a)氫以化合物形式存在,制氫要消耗能源.它不是一種能源,而是能源的流通手段.(b)氫的泄漏會改變氣候.氫不可避免泄漏,泄漏量可達15%.泄漏的氫會在大氣形成水霧,它會象二氧化碳一樣,使天氣變暖.(c)現在一般用高壓氫作燃料電池燃料,氫的泄漏會產生很大的不安全性,手機等的火花就會使泄漏的氫發生爆炸.(d)冰島能做的,其他國家不一定能做,冰島的氫都是電解水制得的,因該國70%的電是由地熱和水電站產生的.(5)氫的清潔生產要用風能和太陽能.據估計,如用風能發電制氫,當風能發電量達到美國6%的用電量,風能發電機要占的面積要有半個加州那么大.(6)布什承諾投資120億美元用于氫能的研究是一個微不足道的投資.美國去年用于核能和礦物質燃料方面的研究經費大于氫燃料的研究經費.美國推行"健康婚姻"的預算就有150億美元.美國用于伊拉克戰爭的經費每月390億美元.(7)氫燃料電池價格昂貴.目前內燃機成本為每千瓦50美元,而氫燃料電池為800美元.估計大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氫站也要花費大量的資金.五.燃料電池加速氫能利用1.燃料電池的優點.(1)燃料電池是一種高效清潔的能量轉換系統,可降低環境污染和氣候異常.(2)燃料電池能高效利用生物質轉化產生的氣,液物質和氫作燃料,因此,能促進氫能的利用.(3)燃料電池的發電效率不受體系規模限制,小型燃料電池同樣能夠實現高效發電,適合于生物質分散性的特點.2.燃料電池定義燃料電池是一種不經燃燒直接以電化學反應的方式將燃料的化學能轉變成電能的裝置,只要連續供應燃料,燃料電池就能連續發電.3.原理陽極反應:H2=2H++2e陰極反應:1/2O2+2H++2e=H2O總的反應:H2+1/2O2=H2O4.燃料電池分類堿性燃料電池(AFC)(1)堿性燃料電池(AFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Ag,氧化劑:氧電解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作溫度:60-80oC用途:航天器和潛艇的動力源優點:比能量和比功率高缺點:對CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料電池(PAFC)磷酸燃料電池(PAFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:98%磷酸工作溫度:200oC用途:家庭住宅能源和汽車動力源優點:穩定性好,已有商品生產缺點:用貴金屬作催化劑,價格高.(3)質子交換膜燃料電池(PEMFC)質子交換膜燃料電池(PEMFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含水的質子交換膜工作溫度:60-80oC用途:汽車和潛艇等的動力源優點:比能量和比功率高,壽命長,應用范圍廣缺點:對CO敏感,價格高,800美元/千瓦,而內燃機50美元/千瓦.氫源問題.(4)直接甲醇燃料電池(DMFC)直接甲醇燃料電池(DMFC)陽極:催化劑:Pt合金,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含硫酸的質子交換膜工作溫度:60-80oC用途:可移動的小型電子儀器設備動力源優點:比能量高,體積小問題:Pt對甲醇氧化電催化效率低,易被甲醇氧化中間產物毒化,甲醇會透過質子交換膜.(5)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)陽極:催化劑:Ni,燃料:氫陰極:催化劑:NiO,氧化劑:氧電解液:熔融碳酸鹽(NaCO3-LiCO3)工作溫度:600oC用途:發電站優點:反應溫度高,不需貴金屬催化劑.可用含CO的燃料氣.壽命長.能量轉換率高,可達80%.問題:高溫下,電解液會腐蝕電極材料.壽命2萬小時,商業上要4萬小時.(6)固體氧化物燃料電池(SOFC)固體氧化物燃料電池(SOFC)陽極:催化劑:NiZrO2,燃料:甲烷,氫陰極:催化劑:NaCrO4等,氧化劑:氧電解液:ZrO2,CeO2等工作溫度:900oC用途:發電站優點:不需貴金屬催化劑.壽命長.可用各種燃料氣.抗中毒能力強.能量轉換率最高,可達80%以上.問題:高溫下,密封困難,放大困難.價格高.5.PEMFC發展現狀發展現狀(1)世界各國對世界各國對PEMFC的重視世界各國對的重視近十年來,近十年來,PEMFC技術的研究開發受到技術的研究開發受到許多國家的政府和跨國大公司的極大重視,許多國家的政府和跨國大公司的極大重視,已出現許多PEMFC電動車樣車.電動車樣車.已出現許多電動車樣車我國計劃,年奧運會期間,我國計劃,到2008年奧運會期間,將有我年奧運會期間國生產的燃料電池電動車會小批量,國生產的燃料電池電動車會小批量,示范性地行駛在街頭.性地行駛在街頭.年世博會期間,輛燃料電池公交到2010年世博會期間,20輛燃料電池公交年世博會期間輛燃料電池出租車,車,300輛燃料電池出租車,1000輛電動輛燃料電池出租車輛電動汽車以及一批燃料電池場地車和郵政車都將投入運行,屆時,上海將建成5座加氫將投入運行,屆時,上海將建成座加氫站來滿足這些車輛對氫燃料的需求對氫燃料的需求.站來滿足這些車輛對氫燃料的需求.(2)PEMFC商業化的問題商業化的問題(a)價格問題價格問題美國能源部認為,汽車用PEMFC的最終的價格達到$50-100/kW時,才能有競爭能力,因為現在內燃機的價格為$50/kW左右,而現在PEMFC的價格在$800/kW左右.在現在技術的基礎上,即使PEMFC的產量為每年50萬臺,其價格也要在$300/kW.PEMFC價格高的主要是由于高的電池殼體的加工費和離子交換膜膜價格高而引起的.另外運行成本也遠高于燃油汽車.(b)燃料問題燃料問題目前的PEMFC一般用高壓氫作燃料,但高壓氫作燃料有不安全,載量低,加油站改裝要巨大費