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1、固体电解质在其他方面的应用分离氧或氢的氧泵或氢泵固体氧化物燃料电池电显色器锂离子电池材料一、分离氧或氢的氧泵或氢泵基本原理：基本原理：在一定温度和气氛下不同种类的固体电解质各有 其独特占优势的某种离子迁移。固体电解质分离气体的方法直流通电法浓差电池短路法离子电子混合导电法气相电解法1、直流通电法电极和电池反应：空气侧：减压侧：电池反应：连续通以直流电，氧将从空气一侧不断抽至减压一侧，实现氧的分离，而得到纯氧。质子导电分离氢2、浓差电池短路法原理： 不施加外电流，将两极直接用导线相连，由于空气一侧氧分压高，而纯氧一侧不断用泵将氧气抽走，氧压低，而形成浓差电池。电池电动势：电池两侧PO2相差越大，
2、反应自发进行推动力越大。3、离子电子混合导电法原理： 利用既具有离子导电又具有电子导电的固体电解质，直接构成氧浓差电池。不连接外导线，而利用电解质内部的短路电流实现空气中氧的分离。4、气相电解法原理： 直流电解水蒸气制备氧，同时得到富氢气体，脱除水蒸气即可得纯氢。电极和电池反应：负极：正极：电池反应：例：氧传感器在汽车尾气中的应用二、燃料电池q是一种将化学能直接转换为电能的化学系统是一种将化学能直接转换为电能的化学系统 主主要要部部件件为为两两个个电电极极和和电电解解质质。在在负负极极（燃燃料料电电极极），燃燃料料在在催催化化剂剂作作用用下下被被拆拆开开成成为为质质子子（氢氢离离子子）和和电电
3、子子，电电子子沿沿外外电电路路从从负负极极流流到到正正极极，质质子子通通过过电电解解质质与与氧氧离离子子结结合合后后生生成成水水并并释释放放出出热热量量。虽虽然然称称为为燃燃料料电电池池，其其运运作作过过程程中中并并不不会会产产生生明明火火, ,产产生生电电能能的的过过程程不不需需要要旋旋转转式式发发动动机机等运动部件。等运动部件。q燃料电池构造简单，能量利用率高，噪音小而且稳定燃料电池构造简单，能量利用率高，噪音小而且稳定 理理论论上上，应应用用于于汽汽车车的的燃燃料料电电池池可可以以把把氢氢燃燃料料能能量量的的60-7060-70转化为动能，而内燃机只能达到转化为动能，而内燃机只能达到20
4、-2520-25。 q由由于于燃燃料料电电池池能能将将燃燃料料的的化化学学能能直直接接转转化化为为电电能能，因因此此，它它没没有有像像通通常常的的火火力力发发电电机机那那样样经经过过锅锅炉炉、汽汽轮轮机机、发发电电机机的的能能量量形形态态变变化化，可可以以避避免免中中间间转转换换的的损损失失，达达到到很高的发电效率。同时还有以下一些特点：很高的发电效率。同时还有以下一些特点： 满负荷或部分负荷均能保持高发电效率；满负荷或部分负荷均能保持高发电效率； 不管装置规模大小均能保持高发电效率；不管装置规模大小均能保持高发电效率； 具有很强的过负载能力；具有很强的过负载能力； 通过与燃料供给装置组合通过
5、与燃料供给装置组合, 可以适用的燃料广泛；可以适用的燃料广泛； 用用天天然然气气和和煤煤气气等等为为燃燃料料时时，NOx及及SOx等等排排出出量量少少，环境相容性优。环境相容性优。 q简简单单的的说说，燃燃料料电电池池就就是是把把化化学学反反应应的的化化学学能能直直接接转转变变为为电电能能的的装装置置。他他与与火火力力发发电电的的区区别别在在于于燃燃料料电电池池的的能能量量转转变变过过程是直接的。如下图：程是直接的。如下图： 燃料电池的特点燃料电池的特点 燃料电池最常用的分类方法是根据所用电解质的性质，分为燃料电池最常用的分类方法是根据所用电解质的性质，分为5大类：大类： 碱性燃料电池（碱性燃
6、料电池（AFC) 磷酸燃料电池（磷酸燃料电池（PAFC) 熔融碳酸盐燃料电池（熔融碳酸盐燃料电池（MCFC) 固体氧化物燃料电池（固体氧化物燃料电池（SOFC) 质子交换膜燃料电池（质子交换膜燃料电池（PEMFC） AFC是最成熟的燃料电池，主要应用在空间技术方面；是最成熟的燃料电池，主要应用在空间技术方面； PAFC主要用于电站建设，主要用于电站建设，50250KW电站已进入商业化阶段，电站已进入商业化阶段， MCFC工作电站已达到工作电站已达到MW级级 SOFC主要用于电站建设主要用于电站建设 PEMFC在在20世纪世纪90年代以来发展很快，是最有发展潜力的燃料电池。年代以来发展很快，是最
7、有发展潜力的燃料电池。燃料电池的分类燃料电池的分类4 固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池q固固体体氧氧化化物物燃燃料料电电池池采采用用固固体体氧氧化化物物作作为为电电解解质质，除除了了高高效、环境友好的特点外，无材料和电解液腐蚀等问题；效、环境友好的特点外，无材料和电解液腐蚀等问题；q在在高高的的工工作作温温度度下下电电池池排排出出的的余余热热可可以以充充分分利利用用，使使其其综综合效率由合效率由50%提高到提高到70%以上；以上；q 燃燃料料适适用用范范围围广广，不不仅仅能能用用H2，还还可可直直接接用用CO、天天然然气气（甲甲烷烷）、煤煤汽汽化化气气，碳碳氢氢化化合合物物、NH3、H2S等等作作燃燃料料。这类电池最适合于分散和集中发电。这类电池最适合于分散和集中发电。固体氧化物燃料电池的工作原理三、电显色器 固体电显色材料是在外电场下或通电流时可以可逆地发生颜色变化的物质，这种效应称为电致变色效应。特点：当电子注入或抽出时，即在化合物改变时，伴随颜色发生变化。电显色作用使人们能用电化学方法驱动和调节光的透射和反射，可以用作电显色玻璃。电显色作用的重要用途之一为控制建筑物的辐射能的转变。
