论文总字数：22055字

摘 要

氢燃料电池是利用电化学方式将燃料转化电能的，高效又环境友好型的能量转换装置，而电解质材料是其关键组成部件，是目前研究的热点。电解质材料分为质子导体和氧离子电解质两大类。本题以氢燃料电池电解质材料为研究对象，着重查阅此项课题相关的国内外先进研究，重点介绍质子导体和氧离子导体电解质材料的研究进展。一方面介绍了目前电解质材料的分类、导电性能、导电机理、掺杂方式及其发展前景。另一方面，介绍一些新型的电解质材料及其特点，最后总结各类电解质材料中未解决的问题和它们的发展现状与使用前景。

关键词： 氢燃料电池 电解质材料 氧离子导体 质子导体

Research progress of electrolyte materials for hydrogen fuel cells

Abstract

Hydrogen fuel cell is a kind of conversion device, which can change fuel into electrical energy by using the electrochemical method. It is very efficient and environmentally friendly. And electrolyte material is the hot research at present as the key components of hydrogen fuel cell. Electrolyte material is divided into two categories: protons and oxygen ion conductor electrolyte.Ontology to hydrogen fuel cell electrolyte materials as the research object, focusing on access to the project related to the domestic and foreign advanced research, focusing on the introduction of research progress of proton conductor and oxygen ion conductor electrolyte materials. On the one hand, the classification, the electric conductivity, the electric conduction mechanism, the doping way and the developing prospect of the electrolyte material are introduced in the paper.. On the other hand, some new electrolyte materials and their characteristics are introduced, and the problems and the developing status of the electrolyte materials and their application prospect are summarized.

Key Words: Hydrogen fuel cell; Electrolyte material ; Oxygen ion conductor ; Proton conductor

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 氢燃料电池种类及特点 1

1.2 氢燃料电池 2

1.2.1 氢燃料电池的工作原理 2

1.2.2 氢燃料电池的特点 3

1.3 氢燃料电池的关键材料 3

1.3.1 电解质材料 3

1.3.2 阴极和阳极材料 3

1.3.3 连接材料 4

第二章 液态电解质材料 5

2.1 磷酸型燃料电池电解质材料 5

2.2 碱性燃料电池电解质材料 5

2.3 熔融碳酸盐类电解质材料 6

第三章 固体电解质材料 9

3.1 氧离子导体电解质材料的分类及其性能研究 10

3.1.1 具有萤石结构的氧离子导体 10

3.1.2 钙钛矿型结构的氧离子固体电解质 12

3.1.3 钼酸镧电解质材料 13

3.1.4 磷灰石类氧离子导体 14

3.2 质子导体的分类及其性能研究 15

3.2.1 应用温度范围在100℃以内的质子导体 16

3.2.2 应用温度范围在100℃350℃的质子导体 16

3.2.3 工作温度在350℃以上的质子导体 17

第四章 其他类型类型氢燃料电池电解质材料 19

4.1 质子交换膜材料 19

4.1.1 质子交换膜发展简述 19

4.1.2 氢离子在质子交换膜中的传导机理 19

4.1.3 质子交换膜的分类及其特点 20

第五章 结论与展望 22

参考文献 23

致 谢 28

第一章 绪论

1.1 氢燃料电池种类及特点

到目前为止，燃料电池的分类方法多种多样，其中按照使用电解质种类的不同，通常分为5大类：质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、碱性燃料电池（AFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC)^[1][2]。他们的特点如下表所示^[3]：

表1 氢燃料电池的种类及特点

1.2 氢燃料电池

氢燃料电池是一种直接将化学能转换为电能的装置，它利用水电解的逆反应产生直流电流。因其具有产物无污染、能量转化率高、应用方便等引起了人们的兴趣。随着全球污染的日益严重以及能源的枯竭，氢燃料电池将代替现有的发电技术。

1.2.1氢燃料电池的工作原理

请支付后下载全文，论文总字数：22055字