译者前言 燃料电池是一种直接将燃料的化学能转换为电能的电化学装置,因其高效、清洁、供能灵活等优势,成为国内外研究开发的热点。得益于政府支持,燃料电池行业发展迅速,但受限于成本和使用寿命,短时间内难以大规模商业化。 本书是关于燃料电池技术的专业性论著,汇集了国际知名的燃料电池专家的科研成果,从材料、性能、安全、寿命、成本等方面对燃料电池在移动式和固定式应用领域的发展现状进行了论述,并对相关示范、市场、法规和标准进行了综合介绍。由于书中数据众多,且不同国家和地区的标准不同,为避免换算引起的误差,对于非法定计量单位,本书未做强行统一,而是将相关换算关系附在书后,以供读者查阅。 本书由厦门大学能源学院能源系统工程团队相关学者合作翻译完成,笔者想借此机会感谢参与本书翻译的每一位译者,包括詹翔燕、朱兴仪、张智慧、吴念远、谢媚娜等,感谢各位译者的辛苦付出。此外,还要感谢化学工业出版社的精心编校。没有大家精益求精的努力与合作,这本书的中文版本不可能如此顺利地与读者见面。衷心希望本书能为燃料电池领域的相关学者及研究人员提供参考和帮助。 由于译者的水平和实践有限,书中不妥之处敬请广大读者批评指正。 赵英汝 2020年6月 前言 近十年来,燃料电池技术取得了实质性的进展。其中,在汽车行业中取得了长足、稳健的发展,燃料电池汽车也随之投放市场。 现代汽车和丰田汽车研发了世界第一条燃料电池汽车专用生产线。在固定应用领域,燃料电池也开始崭露头角,日本还为此部署了超过10万用户的住宅体系和便携式应用的研发工作(后者主要面向细分市场和特定用户群)。 现阶段,系统分析对燃料电池的推广尤为关键。相对于现有技术,燃料电池为我们提供了一个更加清洁、高效的能量转换解决方案。因此,从性能、寿命和成本方面对燃料电池进行一个比较分析至关重要。 本书总结了燃料电池领域的前沿研究成果,以期较为全面地展现该技术的发展现状。本书可作为能效分析和/或燃料电池及氢能研究人员的数据参考用书。
德特勒夫·施托尔滕(Detlef Stolten),德国于利希研究中心电化学过程工程研究所主任。Stolten教授主要从事SOFC和PEFC系统相关的研究,比如电化学、堆叠技术、过程处理、系统工程以及分析。 赵英汝,厦门大学能源学院教授,能效工程研究所所长。主要研究围绕复杂能源系统的多尺度模拟和优化展开,侧重于对低碳技术和系统进行建模、分析与优化集成,综合系统能效、经济性和排放特性等因素对系统的整体性能进行评估,探寻能源体系的优化设计和运行方案。具体工作涉及能源互联网、智慧城市、区域能源规划、化工动力多联产、超临界二氧化碳布雷顿循环、燃料电池混合发电等工程应用研究。
本书由国际知名的燃料电池专家编写而成,基于燃料电池领域的前沿成果,从材料、系统、性能、安全、寿命、成本等方面对燃料电池在移动式和固定式应用领域的发展现状进行了论述,并对相关示范、市场、法规和标准进行了综合介绍。书中数据丰富,涵盖了中国、欧洲、美国、韩国、日本等国家和地区在燃料电池领域取得的成果及应用现状。 本书可供汽车、氢能、燃料电池及相关产业的研究人员参考使用,也可作为相关产业管理者及决策者的数据参考用书。
第一篇交通运输领域:推进机理001 Ⅰ基准和标准的定义002 1纯电动汽车002 参考文献009 2乘用车循环工况010 2.1引言010 2.2用于乘用车型式认证的循环工况010 2.3研究项目中的循环工况011 2.4循环工况的特点011 2.5所选循环工况及其图示014 2.6结论017 参考文献018 3氢燃料的品质019 3.1引言019 3.2氢燃料020 3.3燃料品质的影响021 3.4燃料电池汽车的燃料品质021 3.5单电池测试021 3.6现场数据022 3.7燃料质量验证023 3.8结论024 参考文献025 4燃料消耗026 4.1引言026 4.2制氢026 4.3氢气包装027 4.4燃料电池汽车的氢耗028 4.5结论029 参考文献029 Ⅱ示范项目030 5燃料电池汽车的全球发展现状030 5.1引言030 5.2汽车制造商的近期动向031 5.3示范项目的关键数据和结果032 5.4燃料电池汽车的技术数据037 5.5结论047 参考文献048 6燃料电池汽车:中国051 6.1引言051 6.2国家研发战略(2011~2015年)051 6.3国家政策052 6.4已发布的技术标准053 6.5案例展示054 6.6商业化:以上汽汽车为例055 6.7结论056 参考文献056 7国家特定项目研究成果:韩国057 7.1引言057 7.2燃料电池汽车示范项目057 7.3结论061 8通用HydroGen4:基于雪佛兰Equinox的燃料电池汽车062 8.1引言062 8.2工艺065 8.3结论070 致谢071 参考文献071 9国家特定项目研究成果:美国072 9.1引言072 9.2燃料电池电动客车概述072 9.3SunLine先进技术燃料电池电动客车073 9.4海湾地区零排放项目075 9.5SunLine美国燃料电池客车078 9.6结论080 参考文献080 Ⅲ质子交换膜燃料电池081 10聚合物电解质081 10.1引言081 10.2膜的特性082 10.3结论087 参考文献087 11质子交换膜燃料电池的膜电极089 11.1引言089 11.2膜电极的基本组成089 11.3膜电极的性能、耐久性和成本指标091 11.4膜电极对外部因素的鲁棒性和敏感性094 11.5技术差距095 11.6结论095 参考文献096 12气体扩散层098 12.1引言098 12.2多孔基片099 12.3微孔层100 12.4气体扩散层的特性101 12.5结论102 参考文献103 13质子交换膜燃料电池双极板材料104 13.1引言104 13.2复合材料双极板105 13.3金属材料双极板106 参考文献108 14质子交换膜燃料电池单电池110 14.1引言110 14.2单电池的主要组件110 14.3单电池的装配112 14.4单电池的性能测试112 14.5结论114 参考文献114 Ⅳ氢115 15高压气态储氢系统115 15.1引言115 15.2储氢系统分析116 15.3储氢系统成本119 15.4结论119 参考文献120 16金属氢化物121 16.1作为储氢介质的金属氢化物121 16.2金属氢化物的分类123 16.3金属氢化物的性能128 参考文献131 17低温高压复合储氢133 17.1引言133 17.2热力学原理134 17.3系统设计及运行原则137 17.4验证与安全140 17.5结论141 参考文献142 18车载安全143 18.1引言143 18.2高压容器燃料系统143 18.3氢气燃料补给要求和安全145 18.4结论147 参考文献147 第二篇交通运输领域:辅助动力装置148 19辅助动力装置用燃料149 19.1引言149 19.2柴油149 19.3喷气燃料152 19.4其他燃料154 19.5结论158 参考文献158 20燃料电池辅助动力装置的应用要求/目标160 20.1引言160 20.2DOE技术目标161 参考文献163 21燃料电池的船舶应用164 21.1引言164 21.2可能用于船舶的燃料电池系统165 21.3燃料电池海洋应用项目166 21.4未来系统的发展目标167 21.5结论168 参考文献168 22辅助动力装置用燃料的重整技术169 22.1引言169 22.2指南169 参考文献181 23用于辅助动力装置的PEFC系统184 23.1引言184 23.2PEFC的重整操作184 23.3应用概念187 23.4系统设计188 23.5系统效率190 23.6系统测试190 23.7结论191 参考文献191 24高温聚合物电解质燃料电池193 24.1引言193 24.2单电池和电池堆的操作特性194 24.3系统层级198 参考文献203 25应用于辅助动力装置的固体氧化物燃料电池系统:单电池、电池堆和电池系统205 参考文献211 第三篇固定领域212 26美国固定式燃料电池系统的部署和容量趋势213 26.1燃料电池备用系统213 26.2燃料电池热电联产系统215 参考文献222 27特定国家报告:日本223 27.1引言223 27.2住宅燃料电池系统销售的开端223 27.3Ene-Farm市场的发展225 27.4Ene-Farm的技术发展225 27.5针对共管公寓的Ene-Farm销售情况226 27.6结论226 参考文献227 28备用电源系统228 28.1引言228 28.2应用及功率等级229 28.3优点229 28.4燃料选择230 28.5产品参数230 28.6经济性231 28.7结论231 参考文献232 29固定式燃料电池:住宅应用233 29.1引言233 29.2关键特征233 29.3技术性能235 29.4经济地位和市场地位238 29.5结论240 参考文献240 30固定式燃料电池用燃料243 30.1引言243 30.2天然气244 30.3沼气、填埋气和生物甲烷246 30.4(生物)乙醇248 30.5氢气249 参考文献250 31固体氧化物燃料电池:单电池、电池堆及电池系统252 31.1引言252 31.2电池结构与材料253 31.3电池设计255 31.4电池堆概念257 31.5固定应用系统258 31.6性能和耐久性参数259 参考文献264 第四篇物料处理266 32燃料电池叉车系统267 32.1引言267 32.2叉车分类267 32.3水平拣选叉车的载货分布268 32.4叉车的能源供应269 32.5系统设置与杂化270 32.6叉车不同推进系统的成本比较272 参考文献274 33燃料电池叉车在美国的部署276 33.1燃料电池供电的物料搬运设备276 参考文献282 第五篇燃料供应283 34质子交换膜水电解技术284 34.1引言284 34.2水电解与PEM水电解的文献分析285 34.3用于PEM水电解的电催化剂285 34.4PEM水电解阳极载体287 34.5用于PEM水电解的膜287 34.6PEM电解中的电堆和系统成本288 34.7PEM电解系统与其竞争技术的比较289 参考文献291 35电转气294 35.1引言294 35.2主要部件和工艺步骤295 35.3H2和CH4的运输与应用299 35.4试验工厂的发展现状300 35.5结论301 参考文献301 第六篇法规与标准304 36氢安全与RCS(法规、规范和标准)305 36.1引言305 36.2氢安全305 36.3国际氢法规、规范和标准(RCS)的制定308 36.4结论309 参考文献310 附表非法定计量单位和换算系数311
ISBN:978-7-122-37626-8
语种:汉文
开本:16
出版时间:2021-03-01
装帧:精
页数:311