aip潛艇燃料電池供氫新技術(shù)——硼氫化鈉水解制氫

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1、AIP潛艇燃料電池供氫新技術(shù)——硼氫化鈉水解制氫第28卷第2期2006年4月艦船科學(xué)技術(shù)SHIPSCIENCEANDTECHN0L0CYVo1.28.No.2Apr.,2006文章編號:1672—7649(2006)02—0045—04AIP潛艇燃料電池供氫新技術(shù)硼氫化鈉水解制氫王新喜(中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所,河北邯鄲056027)摘要:氫源是目前移動式燃料電池技術(shù)研究和應(yīng)用的瓶頸之一.本文介紹了AlP潛艇動力對燃料電池供氫技術(shù)的特殊要求和世界各國艇用氫源的研究進(jìn)展,闡述了硼氫化鈉水解制氫技術(shù)的工作原理和在潛艇環(huán)境下

2、應(yīng)用該供氫技術(shù)的優(yōu)點,并在深入調(diào)研該技術(shù)的研究進(jìn)展基礎(chǔ)上,提出了將該制氫技術(shù)應(yīng)用于我國AlP潛艇的設(shè)想.關(guān)鍵詞:燃料電池;AlP潛艇;供氫技術(shù);硼氫化鈉中圖分類號:U664.1;TQ116.21文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AAnovelmethodofhydrogensupplyforAIPsubmarinefuelcell——hydrOgenproductionfromhydrolysisofsodiumborohydrideWANGXin.Xi(The718ResearchInstituteofCSIC,Handan056027,China

3、)Abstract:Hydrogensupplyforportablefuelcellisoneofthedifficultprobleminitsresearchandapplication,itbeintroducedthatspecificrequirementsofAIPsubmarinepowerforhydrogenproductionoffuelcellandglobalresearchprogressonthisareaatpresentinpaper,andexpatiatedtheprincipleofwor

4、kabouthydrogenproductionfromhydrolysisofsodiumborohydridesolutionanditsmeritsbeappliedtothesubmarineenvironment,andshowedthefeasibilitythatappliedthismethodtoourAIPsubmarine.Keywords:fuelcell;AIPsubmarine;themethodofhydrogenproduction;sodiumborohydride1燃料電池發(fā)展概況燃料電池是一

5、種新型的電化學(xué)能量轉(zhuǎn)化裝置,它不需要充電,而是將氫,氧燃料直接送入電池系統(tǒng)就能源源不斷地將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能.燃料電池作為一種新型的發(fā)電裝置,不受卡諾循環(huán)的限制,其能量轉(zhuǎn)化效率理論上可達(dá)90%.氫燃料電池反應(yīng)的惟一副產(chǎn)物是水,能有效地避免環(huán)境污染.此外,燃料電池還具有高效率,可靠性高等優(yōu)點,是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦湍茉囱b置.目前,世界上主要燃料電池按所用電解質(zhì)的不同分為堿性燃料電池(AFC),磷酸燃料電池(PAFC),熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC),固體氧化物燃料電池(SOFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)5大類.

6、其結(jié)構(gòu),性能及應(yīng)用方向見表1.收稿日期:2006一O3—2O燃料電池的應(yīng)用主要分為固定式燃料電池和移動式燃料電池兩大類.PAFC,MCFC和SOFC因工作溫度高,啟動時間長,作為固定式燃料電池,適用于潔凈電站.移動式燃料電池要求電池具有小巧,輕便,模塊化,啟動時間短,能夠高度整合和集成化等特點.堿性氫氧燃料電池(AFC,工作溫度:50～200℃)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC,工作溫度:室溫～100℃)因具有以上特點,在移動式燃料電池中得到了應(yīng)用.AFC因?qū)O和N十分敏感,故不適用于地面,目前?主要用作短期飛船和航天飛機(jī)的電

7、源.繼AFC,PAFC,MCFC,SOFC之后,PEMFC是正在迅猛發(fā)展的溫度最低,比能量最高,啟動最快,壽命最長,應(yīng)用最廣的第五代燃料電池.在電動汽車研究方面,PEMFC汽車已被公認(rèn)為取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的最佳選擇,美國已將發(fā)展PEMFC汽車作為減少能源消耗和控制環(huán)境?46?艦船科學(xué)技術(shù)第28卷表1目前世界上主要燃料電池特性電池類型PAFCMCFCSOFCAFCPEMPC陽極PL/CNi/AINi/ZrO2PNiPt/C陰極Pt/CIi/NiOSr/LaMnOPt/AgPt/CHPO4K3/Li2CO3Dow(固),電解質(zhì)YSZ

8、(同)KOH(液)(液)(液)Nation(固)連接材料有.有有有無腐蝕性強(qiáng)強(qiáng)弱強(qiáng)無N相容性相容相容相容不相容相容工作溫度/℃約2OO約600約1000約100<l00比功率/l2O—l8030—40l5—2935—1()5340～3【xx】W.kg'啟動