1、燃料电池原理及应用基础所 -陈冬2015.3.27主要内容 燃料电池基本介绍 燃料电池市场分析 燃料电池在汽车上的应用 燃料电池在通讯领域的应用 南都公司燃料电池产品介绍什么是燃料电池？燃料电池是一种将燃料中的化学能直接转变为电能的发电 装置。 氢能发电机 随时添加燃料 不燃烧 电解水的逆反应 化学能直接转换成电能燃料电池原理阳极 : 2H2 4H+ + 4e-阴极 : O2 + 4H+ + 4e- 2H2O + 热总反应 : 2H2 + O2 2H2O + 电 + 热燃料电池电堆构造高分子电解质流场板 膜电极组(阳极 /电解质 /阴极 )燃料电池类型碱性燃料电池 (AFC)磷酸燃料电池(PA
2、FC)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)固体氧化物燃料电池(SOFC)质子交换膜燃料电池（ PEMFC)规模 1100kW 12000kW 2502000kW 1250kW 11000kW燃料种类 H2/O2 重整气 /空气 合成气 /空气 合成气 /空气 H2/空气电解质 KOH H3PO4 (Li , K)CO3 氧化锆系 陶瓷系 全氟璜酸膜发电率（ %） 4060 3560 4560 5060 4060启动时间 几分钟 2-4 h 10h 10h 几分钟工作温度（ ） 25200 180220 600700 8001000 -40100应用 航天器潜水器 特殊部门主备电站 清洁电站 清洁电站
3、车辆，潜艇小型发电备用电源燃料电池种类质子 交换膜 燃料电池 (PEMFC) 被认为最有商业运用前景的燃料电池 重量轻，能源密度高 无运动电极部件，低腐蚀 低运行温度， 60-80 度为主要运行温度 快速启动，时频响应快 输出 功率范围由 1 瓦至 300 千瓦磷酸燃料电池 (PAFC) 1970年开始研究。 作为 中等规模固定能源站，用于建筑，酒店，医院。 运行液体腐蚀电极 运行温度 200 ， 设计复杂，寿命较短，成本较高医院商业区通讯 公共设施熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC) MCFC不需要燃料处理过程 运行于 650度温度 时频响应慢，设计复杂 可用于固定能源输出14.9 MW , F
4、uel cell energyNorth America11.2 MW, Fuel cell energyDaegu City, South Korea1.4 MW ,ConnecticutUSA固体 氧化物 燃料电池 (SOFC) 对 燃料有较大宽容性，可直接用天然气及煤化后气体。 结构设计相对简单 运行温度为 700-1000度 可作为大型固定能源提供站（发电站 ）EBay data center 5MW Apples North Carolina data center 4.8MW主要内容 燃料电池基本介绍 燃料电池市场分析 燃料电池在汽车上的应用 燃料电池在通讯领域的应用 南都公司燃料
5、电池产品介绍国定式便携式移动式燃料电池市场分析分布式发电热电联产系统后备电源燃料电池 2013年市场调研美国，日本，韩国，德国通用 ，本田，丰田，三星，松下燃料电池 2013年市场调研$13亿亚洲 欧洲北美燃料电池 2013年市场调研燃料电池分析1.燃料电池固定迅猛发展： 日本，德国 户用微型热电联产 系统， 代表 松下 ; 美国，韩国大型分布式发电燃料电池电站，代表 Bloom energy, Fuel cell, Doosan(ClearEdge power); 亚太通讯用备用电源，代表 Ballard， ACTA2. 移动式燃料电池等待突破： 燃料电池汽车等待突破，丰田 mirai,现代
6、途胜燃料电池汽车 2015年准备量产化； 燃料电池叉车业务发展迅速，代表 Plug power；主要内容 燃料电池基本介绍 燃料电池市场分析 燃料电池在汽车上的应用 燃料电池在通讯领域的应用 南都公司燃料电池产品介绍燃料电池在汽车上的应用背景减少二氧化碳排放 减少石化能源依赖现有汽车技术对比燃料汽车优点： 短时间补充燃料； 续航里程长； 能量转化率高 40%-50%； 燃料来源多样； 产物为水，绿色环保。现有汽车技术对比燃料电池汽车工作原理燃料电池汽车发展史国外汽车燃料电池汽车产品A7 Sportback h-tron quattroSportwagenHyMotionPassat HyMotionMiraiFCV途胜Hydrogen4B级车国内外汽车燃料电池汽车性能比较丰田 Mirai高压储氢罐 动力电池 充气接口燃料电池堆丰田 Mirai能量密度： 3.1kW/L输出功率： 114kW镍氢电池： 60kWh最大输出： 9kW70MPa高压储氢罐 2个共计 122.4L， 5分钟充气最大里程： 650-700公里最大功率： 113kW峰值扭矩： 335Nm约普通 2.0升车动力水平最大电压： 650V相数：四相不同工况下控制动力电池充放电策略丰田 Mirai-燃料电池堆丰田 Mirai-燃料电池堆
