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氢能应用之氢氧燃料电池(五)

日期:2019-1-17 发布者:水燃料氢氧机、今典氢氧水焊机、郑州硕丰精密机械有限公司

氢能源燃料电池、质子交换膜

五 燃料电池简史

燃料电池的历史可以追溯到19世纪英国法官和科学家威廉·格罗夫爵士的工作。1839年,格罗夫进行了电解实验一使用电将水分解成氢和氧。

格罗夫推想到,如果将氧和氢反应就有可能使电解过程逆转产生电。为了证实这一理论,他将两条铂金带分别放人两个密封的瓶中,一个瓶中盛有氢,另一个瓶中盛有氧。当这两个盛器浸人稀释的硫酸溶液时,电流开始在两个电极之间流动,盛有气体的瓶中生成了水。为了升高所产生的电压,格罗夫将几个这种装置串联起来,终于得到了所谓的“气体电池”(图4)。

 

图4 格罗夫电池

从该实验开始,迄今对燃料电池的研究已经有160多年历史。1889年英国人Mond和Langer首先采用燃料电池名称,他们用空气和工业煤气制造了第一个实用的装置。并获得0.2A/cm 的电流密度。20世纪初,W.H.Nernst和F.Haber对碳的直接氧化式燃料电池进行了许多研究。20世纪中叶以来,燃料电池的研究得到迅速发展。20世纪50年代末,英国剑桥大学的培根教授用高压氢、氧气体演示了功率为5kW的燃料电池,工作温度为150℃。随后建造了一个6kW的高压氢氧燃料电池的发电装置。进入60年代,由美国通用电气公司把该系统加以发展,成功地给阿波罗等登月飞船提供电力。随后,几兆瓦级的磷酸燃料电池的发电装置也研制成功,在日本东京湾附近示范。现在,200多台磷酸燃料电池电站在世界各地示范运行。日本首相成为燃料电池轿车的第一位乘客,其官邸则使用质子交换膜燃料电池热电联供电站;燃料电池公共汽车在欧美十几个城市和北京进行预商业化示范;上千台燃料电池热电联供电站在日本的家庭示范工作(图5),燃料电池已经站在商业化的门前。

图5

图5为2在日本东京召开的第三届国际氢能与燃料电池展览会上展出的三套1kW家用质子交换膜燃料电池热电联供设备。图中矮柜为1kW燃料电池发电站,高柜为热水储罐。


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