文献阅读与处理岳俊杰

1、成绩本科生课程设计文献阅读与处理论文题目： 燃料电池汽车发展报告 专业班级： 应化1402班 学号： 姓名： 岳俊杰 任课教师： 张 磊 2016年12月燃料电池汽车发展报告摘要:随着全球新一轮的能源危机,燃料电池的商业化已经被提到了前所未有的高度。燃料电池是电动汽车的一种，其电池的能量是通过氢气与氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池汽车是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2-3倍，因此从能源的利用与环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。尤其是近几年来，燃料电池技术已经取得了重大的进展。关键词：燃料电池、环境保护

2、、能量转换、内燃机引 言随着汽车工业的迅速发展,推动了全球机械、能源等工业的进步以及经济、交通等方面的发展。但是，汽车在造福于人类的同时，也带来了很大的弊端。内燃机汽车造成的污染日益严重，尾气、噪声和热岛效应对环境造成的破坏，已经达到了必须加以控制和治理的程度；特别是在一些人口稠密、交通拥挤的大中城市，情况尤为严重。而且，内燃机汽车是以燃烧油料、天然气等宝贵的资源为动力，而这些资源同时又是重要的、不可再生的化工原料，作为燃料直接烧掉是极大的浪费。按照目前的消耗速度，石油、天然气等资源仅仅能维持数十年的时间。显然，内燃机汽车造成的环境污染以及对资源的消耗，极大地威胁着人类的健康与生存。随着保护环

3、境、节约能源的呼声日益高涨，新一代电动车作为无污染、能源可多样化配置的新型交通工具，引起了人们的普遍关注并得到了极大地发展。正 文一、发展历史燃料电池（Fuel Cell）起源于1838年Schoenbein发现燃料电池原理，至于真正的实用化，则要追溯到上世纪六十年代，当时是实际应用于航天及太空上。并于上世纪八十年代起在环保、节能等全球议题下，美国、日本、加拿大、韩国及西欧各国等多达数百家公司及研究机构积极投入，开始进入民用市场的研究开发，到了上世纪末几乎每个月都有新专利产生，而且目前已经几乎没有不可克服的技术障碍，至于在商业上，目前的主要应用课题之一是成本过高，预期未来在关键材料与组件技术不

4、断改进及量产技术成熟后，成本将迅速下降而达到商业化之目的。二、工作原理 1燃料电池的工作原理燃料电池的基本原理如图所示，它的基本原件是两个电极夹着一层高分子薄膜作为电解质。阴阳两极，除碳粉外也包含白金粉末，便于加快催化氧化反映。具体过程如下：1.1阳极氢分子气体输入被制成多孔结构的阳极板，经过质传到达阴极后，在催化下分解反应：H2 2H+2e-电子由阳极导向外接电路，形成电流。而氢离子也由阳极端，透过可导离子性质（电子绝缘体）的高分子薄膜电解质，抵达阴极。1.2阴极 空气输入阴极，氧气分子质传到阴极，与电子及氢离子起电化学反应，而产生水及1.229伏特的电压。反应如下：O2+4H+4e- 2H

5、2O2燃料电池的基本组成 燃料电池的主要构成组件为：电极、电解质隔膜与集电器等。2.1 电极 燃料电池的电极是燃料电池发生氧化还原反应的电化学反应场所，其性能的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。 电极主要分为两部分，其一为阳极，另一为阴极，厚度一般为200-500mm；其结构与一般电池之平板电极不同之处，在于燃料电池的电极为多孔结构，所以设计成多孔结构的主要原因是燃料电池所使用的燃料及氧化剂大多为气体（例如氢气氧气等），而气体在电解质中的溶解度并不高，为了提高燃料电池的实际工作电流密度与降低极化作用，故发展出多孔结构的电极，以增加参与反应的电极表面积，而此也是燃料电池当初之所以

6、能从理论研究阶段步入实用化阶段的关键原因之一。2.2电解质隔膜 电解质隔膜的主要功能在分隔氧化剂与还原剂，并传导离子，故电解质隔膜越薄越好，但亦需顾及强度，就现阶段的技术而言，其一般厚度约在数十毫米至数百毫米；至于材质，目前主要朝两个方向发展，其一是先以石棉膜、碳化硅膜、铝酸锂膜等绝缘材料制成多孔隔膜，再侵入熔融锂-钾碳酸盐、氢氧化钾与磷酸等中，使其附着在隔膜孔内，另一则是采用全氟磺酸树脂及Y S Z.2.3 集电器 集电器又称作双极板，具有收集电流、分隔氧化剂与还原剂、疏导反应气体等之功用，集电器的性能主要取决于其材料特性、流场设计及其加工技术。3燃料电池在汽车上的应用 3.1 燃料电池堆在

7、电动汽车上的基本结构3.2 燃料电池汽车在国外的研究情况 当然，国内的研究单位及汽车生产厂商也已经加紧脚步，虽然起步较晚，但目前已经达到国际前沿水平，前景十分可观。（另外我国在解放前的特殊时期已经有了使用电瓶车的经验，并于1958-1959年试制出我国第一台电动轿车）三、结论总的来说虽然现在燃料电池汽车还有许多问题待以解决，但这些问题并不是不可以解决，发展燃料电池汽车不仅具有巨大的社会效益，还可能带来巨大的经济效益，世界各国政府以及各大汽车制造商都在纷纷着手开发各种不同类型的电动车，随着人们对环保的重视和科技的进步，电动车必然成为21世纪的主流交通工具。特别作为一种清洁、小型、中速和短途的日常

8、交通工具，燃料电池汽车在中国有着得天独厚的发展条件和广阔的应用前景。我们应该抓住机遇，推动我国燃料电池汽车产业化工程进程，实现我国汽车产业结构调整的战略目标，并刺激与促进相关产业，在世界汽车工业中占有自己的一席之地。致 谢在此，我首先要感谢我的老师，是您辛勤的教导我们，使得我有这次调查研究的机会，并且可以按期按量完成本篇论文；其次我要感谢所有应化1402班的同学们，是你们认真的帮助我，无私的共享相关资料，并且为我提供了一个完美的学习研究的环境；最后，我要感谢所有关心我，照顾我的人，尤其是我的父母，没有你们的呵护照顾，我不会有今日的生活，不可能坐在舒适的屋子里安心的学习，是你们替我遮蔽了外面的风

9、雨。谢谢你们！参考文献：1 朱科，石继仙. 燃料电池专利申请状况分析.【期刊论文】-电池 2012.022 何洪文. 电动汽车原理与构造M. 北京：机械工业出版社 2012.083胡骅，宋慧. 电动汽车（第三版）M.北京：人民交通出版社 2012.014 梁付娟. 燃料电池汽车技术产业化潜力研究D.北京：北京工业大学 2010.125吴保全.燃料电池电动汽车能量流控制系统研究与开发D.湖北：华中科技大学 2005.086刘红光，孙惠娟等. 燃料电池电动汽车的发展及技术关键J.情报杂志 2013.087陈磊. 国外燃料电池汽车发展现状J.网易新闻 2010.048胡兴军. 国内外燃料电池汽车发展现状J.中文科技期刊数据库 2005.019宋文生，李磊等. 燃料电池汽车研发现状及发展前景D. 天津;天津大学化工学院 2010.0710邱锴俊. 我国燃料电池汽车发展情况及建议J. 第一电动网 2012.0611王秉刚. 中国清洁汽车行动的成就与展望J.汽车工程 2005.0712于秀敏，曹珊等. 混合动力汽车控制策略的研究现状及发展趋势J.机械工程学报，2006,42（11）：