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氧化还原:燃料电池
氧化还原:燃料电池

燃料电池


无论是液体还是固体,电解质的导电材料都可以控制电子的通过。

储罐持续为阳极和阴极提供燃料:在氢燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
的情况下,阳极接收氢气和阴极氧气,换句话说,空气。
阳极导致燃料氧化和电子释放,电子被离子电解质强迫通过外部电路。因此,该外部电路提供连续的电流。

离子和电子聚集在阴极中,然后与第二种燃料(通常是氧气)重新结合。这是还原,除了电流之外,还会产生水和热量。
只要有电,电池就会连续运行。

因此,在阳极处,我们有氢的电化学氧化:

H2 → 2H+ + 2nd-

在阴极,观察到氧气的还原:

1⁄2O2 + 2H+ + 2nd- → H2O

然后,整体资产负债表为:

H2 + 1/2 O2 → H2O
PEMFC使用聚合物膜。
PEMFC使用聚合物膜。

不同类型的燃料电池

质子交换膜燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(PEMFC):

PEMFC使用聚合物膜(通常是Nafion®)作为电解质。它们在相对较低的温度(约 80-100°C)下运行,由于其快速启动和高功率密度,主要用于运输应用,例如氢能汽车。

固体氧化物燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(SOFC):

SOFC 使用固体电解质,例如钇稳定氧化锆 (YSZ),并在高温(约 600-1000°C)下工作。由于其高效率和对燃料杂质的低敏感性,它们对于固定式发电和热电联产非常有效。

高温固体氧化物燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(HT-SOFC):

HT-SOFC 是 SOFC 的一种变体,可在更高的温度(高于 800°C)下运行。它们具有高效率,可由多种燃料提供动力,使其成为需要高效率的固定应用的有吸引力的选择。

熔融碳酸盐燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(FCFC):

MCFC 使用在高温(约 600-700°C)下熔化的碳酸盐电解质。它们对热电联产很有效,并且可以使用含有二氧化碳的燃料运行,因此可用于捕获和储存二氧化碳。

碱性燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(AFC):

节能灯使用碱性电解质,通常是钾盐或氢氧化钠的水溶液。它们高效且价格低廉,但它们需要铂基催化剂,并且最适合纯氢,这限制了它们的应用。

磷酸燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(PAFC):

PAFC使用聚苯并咪唑酸膜中所含的磷酸电解质。它们在相对较高的温度(约150-220°C)下运行,通常用于固定式热电联产和发电应用。

整体回报

质子交换膜 (PEM) 燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。

PEM燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
是最常用的燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
之一,特别是在运输和固定应用中。它们提供高回报,通常在 40% 到 60% 之间。然而,这种效率可能因工作温度、氢气压力和系统中的损耗等因素而异。

固体氧化物燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(SOFC):

众所周知,SOFC燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
具有很高的效率,通常超过50%。一些先进的SOFC燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
可以达到60%以上的效率。它们通常用于需要高效率的固定应用。

高温固体氧化物燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(HT-SOFC):

HT-SOFC 的工作温度比传统 SOFC 高得多,因此可以实现更高的效率,通常超过 60%。这些燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
主要用于固定式和热电联产应用。

熔融碳酸盐燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
(FCFC):

MCFC燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
可以实现高效率,通常在50%至60%之间。它们通常用于热电联产应用,在这些应用中,废热可以被回收和有效利用。

燃料电池应用

清洁运输:
燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
可用作燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
汽车 (FCV) 的电源,例如汽车、卡车、公共汽车和火车。PCV使用氢气作为燃料,通过将氢气与空气中的氧气结合来发电。它们仅产生水和热量作为副产品,为内燃机车辆提供了清洁的替代品。

固定能量:
燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
可用作各种应用的固定电源,包括备用和备份系统、电信设施、手机信号塔、基站、商业和住宅建筑的能源管理系统以及分布式发电系统。

便携式电子产品:
燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
可以为便携式电子设备供电,如笔记本电脑、智能手机、平板电脑和现场测量设备。其高能量密度和更长的运行时间使其成为需要便携式、长寿命电源的应用的有吸引力的解决方案。

军事应用:
燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
可用于军事应用,如无人机、军用车辆、野战监视和通信设备以及防御系统,在苛刻的环境中提供可靠和谨慎的电力。

空间应用:
在航天工业中,燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
用于为卫星、空间站和太空探测器提供动力。它们的高效率、可靠性和低重量使它们成为长期太空任务的有吸引力的动力源。

工业应用:
燃料电池
光伏效应
光伏效应 光伏效应 光伏效应是物理学的基本现象,是光伏电池功能的基础。当光以光子的形式照射到半导体材料(例如太阳能电池中使用的硅)的表面时,就会发生这种情况。当光子与材料相互作用时,它们将其能量转移到半导体结构中的电子。
可用于各种工业应用,例如热电联产、分布式发电、废水处理、工业过程的热能和发电以及可再生能源制氢。

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