毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.1 引言

当今世界，人类对能源的渴求日益增长。然而，随着人类无节制的开采，化石能源已经濒临枯竭。目前地球的化石能源已经无法支撑人类的可持续发展，人类正面临着前所未有的能源危机^[1]。人类在运用这些化石能源的时候也不可避免的向环境排放了大量的废气，废水，废物。从而导致了全球变暖，臭氧层空洞，酸雨，化学烟雾等等全球性环境问题。人类也正面临着更为严峻的环境危机^[2]。

面对上述情况，人类一方面正在积极开发利用包括太阳能，风能，潮汐能，地热能，生物质能在内的各种新能源。另一方面也在寻找更加清洁高效的能源转换装置来合理利用传统的能源。燃料电池作为一种新型的发电装置，即能将不连续的太阳能，风能等新能源转换为稳定的电能，又能环保高效的利用现有能源，受到了广泛关注^[3]。

1.2 燃料电池简介

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，其基本结构由阴极，阳极，电解质组成。在一定的工作温度下将燃料中储存的化学能释放转换为电能。

燃料电池最早可以追溯到1839年，S.W. Grove在室温下搭建了一套装置，电解质为稀硫酸,有点类似于现在的磷酸电池^[4]。1955年，一位为通用电器的研究W.ThomasGrubb，进一步设计以磺化聚苯乙烯离子交换膜作电解质，改良原始燃料电池。1960年，通用电气就和美国国家航空航天局及麦克唐纳飞行器公司发展这项技术，应用于双子星计划，这是燃料电池的第一个商业上的应用。自二十世纪八十年代中叶开始，美国、加拿大、日本等国政府相继在燃料电池研发上投入大量专项资金和人力之后，在人们的不断发展改进下，燃料电池研究取得了巨大进展^[5]。

按照燃料电池的电解质来分类，可将燃料电池分为：碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell，AFC）；磷酸盐燃料电池（Phosphorous Acid Fuel Cell，PAFC）；质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）；熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）；固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）。

在以上所有燃料电池中，固体氧化物燃料电池（SOFC）以其全固态的结构，高发电效率，适用原料广泛，燃料高温内部重整等优势，成为了目前最有前景的燃料电池技术之一。

2.1 固体氧化物燃料电池工作原理