燃料電池技術論文精選(九篇)

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第1篇：燃料電池技術論文范文

PAFC技術開發(fā)的現(xiàn)狀與動向：

日本自實施月光計劃以來，作為國家級項目，正在實施5000千瓦級加壓型和1000千瓦級常壓型電廠實證運行。目前，磷酸型燃料電池的發(fā)電效率為30％～40％，如果將熱利用考慮進去，綜合效率可高達60％～80％。

除日本外，目前世界約有60臺PAFC發(fā)電設備在運轉，總輸出功率約為4.1萬千瓦。按國別和地區(qū)劃分日本為2.9萬千瓦，美國8000千瓦，歐洲3000千瓦，亞洲900千瓦。運轉中的發(fā)電設備除3臺(日本2臺，意大利1臺)為加壓型外，其他均為常壓型。磷酸型燃料電池的制造廠家目前主要為日本和美國，設備主要銷往歐、亞。

美國已完成基礎研究，200千瓦級電廠用電池近期有望商品化，但大容量電廠用電池處于停滯狀態(tài)。德國已引進美國200千瓦級電廠用電池進行試驗運行。另外，瑞典、意大利、瑞士等國也引進日、美的電池進行試運行。

2.熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)

日本對MCFC發(fā)電系統(tǒng)的技術開發(fā)始于1981年度的月光計劃，該計劃圍繞開發(fā)1千瓦級發(fā)電機組這個目標展開了對MCFC燃料、電極等的開發(fā)。該開發(fā)研究進展順利，從1984年開始，進而對10千瓦級發(fā)電機組進行研究開發(fā)。1986年，日立、東芝、富士電機、三菱電機、IHI分別對5臺10千瓦級機組進行發(fā)電試驗，其結果是輸出功率為10千瓦，初期性能為電池電壓0.75伏，電流密度150毫安/平方厘米。

1987年起，日本在對1000千瓦級實驗電場(外部改質型)進行主要開發(fā)的同時，對100千瓦級發(fā)電機組以及1000千瓦級機組的設備的開發(fā)研究也取得了進展。1993年度，日立、IHI的2臺100千瓦級外部改質型機組和三菱電機的1臺30千瓦級內部改質型機組開始試驗發(fā)電運行。其試驗結果以及1994年度進行的5-25千瓦級機組的試驗結果表明，電池電壓0.8伏，電流密度達15毫安/平方厘米，單位時間內的劣化率小于1％。

在此基礎上，1994年度起開始著手開發(fā)1000千瓦級試驗工廠。1995年10月在中部電力(株)川越發(fā)電所開始建廠，確立了1000千瓦級實用化發(fā)電系統(tǒng)試驗工廠的基本系統(tǒng)，對現(xiàn)有的事業(yè)用燃料電池電廠的運行進行評價，計劃1999年開始試驗運行，其目標為：燃料利用率為80％，千小時電池的劣化率小于1％，初期性能為：電池電壓大于0.8伏，電流密度1500毫安/平方厘米，計劃試驗運行5000小時。

為使電池實用化，在上述研究開發(fā)的基礎上，還進行了機組長壽命化研究，計劃連續(xù)實驗運行4萬小時，每千小時單位劣化率小于0.25％。除此之外，還在開發(fā)200千瓦級內部改質型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

美國能源部和美國電力研究所，正在積極開發(fā)MCFC。美國ERC公司開發(fā)的2兆瓦級內部改質型機組發(fā)電系統(tǒng)于1996年5月在圣克拉拉開始試驗運行。MC－power公司開發(fā)的250千瓦級外部改質型機組發(fā)電系統(tǒng)，1997年2月起在圣迭戈開始試運行。

在歐洲，MCFC作為共同項目正在研究開發(fā)，取得了一些進展，其主要項目如下：

①高級DIC－MCFC發(fā)展計劃(1996-1998年)。荷蘭、英、法、瑞典等國參加研究，歐洲在市場分析、系統(tǒng)開發(fā)以及內部改質型機組的開發(fā)等方面取得進展。

②ARGE項目(1990年起計劃10年內完成)。德、丹麥參加，并在內部改質型發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)上取得進展。

③MOLCARE。由意、西班牙參加，并在外部改質型發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)上取得進展。

韓國從1993年起開始開發(fā)MCFC，1997年以開發(fā)100千瓦外部改質型發(fā)電系統(tǒng)為目標，開始了第二階段研究開發(fā)工作。

3.固體電解質型燃料電池(SOFC)

作為SOFC開發(fā)的基礎科學離子學，其開發(fā)歷史很長，日、美、德等國已有30多年的開發(fā)史。日本工業(yè)技術院電子技術綜合研究所從1974年起就開始研究SOFC，1984年進行了500瓦發(fā)電試驗(最大輸出功率為1.2千瓦)。美國西屋公司從1960年起開始開發(fā)SOFC，1987年該公司與日本東京煤氣、大阪煤氣共同開發(fā)出3千瓦熱自立型電池模塊，在國內外掀起了開發(fā)SOFC的。

日本新陽光計劃中，以產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)，為首，從1989年起開始開發(fā)基礎制造技術，對數(shù)百千瓦級發(fā)電機組進行測試。1992年起，富士電機綜合研究所和三洋電機在共同研究開發(fā)數(shù)千瓦級平板型模塊基礎上，還組織了7個研究機構積極開發(fā)高性能、長壽命的SOFC材料及其基礎技術。

除此之外，三菱重工神戶造船所與中部電力合作，共同開發(fā)平板型SOFC，1996年創(chuàng)造了5千瓦級模塊成功運行的先例。同時，在圓筒橫縞型電池領域中，1995年三菱重工長崎造船所在電源開發(fā)共同研究中，采用圓筒橫縞型電池，開發(fā)出10千瓦級模塊，成功地進行了500小時試運行，之后又于1996年開發(fā)了2.5千瓦模塊，并試運行1000小時。TOTO與九州電力共同開發(fā)全濕式圓筒縱縞型電池，1996年起，開始開發(fā)1千瓦級模塊。同時，在日本以大學與國立研究所為首的許多研究機構在積極開發(fā)SOFC。

美國西屋公司在能源部的支持下，開始開發(fā)圓筒縱縞型電池。東京煤氣和大阪煤氣對25千瓦級發(fā)電及余熱供暖系統(tǒng)進行的共同測試表明，截至1997年3月，已成功運行了約1.3萬小時，其間已經(jīng)過11次啟動與停機，千小時單位電池的劣化率小于0.1％，可見其技術已非常成熟。西屋公司除計劃在1998年與荷蘭、丹麥共同進行100千瓦級模塊運行外，為降低制造成本，還在研究開發(fā)濕式電池制造技術。美國Allied－signal、SOFCo、Z－tek等公司在開發(fā)平板型SOFC上取得進展，目前正對1千瓦級模塊進行試運行。

在歐洲，德國西門子公司在開發(fā)采用合金系列分離器的平板型SOFC，1995年開發(fā)出10千瓦(利用氧化劑中的氧，若在空氣中則為5千瓦)模塊，1996年開發(fā)出7.2千瓦模塊(利用氧化劑中的空氣)。

奔馳汽車制造公司在開發(fā)陶瓷系列分離器式平板型SOFC上取得進展，1996年對2.2千瓦模塊試運行6000小時。瑞士的薩爾澤爾公司在積極開發(fā)家庭用SOFC，目前已開發(fā)出1千瓦級模塊。今后，德國還計劃在特蒙德市進行7千瓦級發(fā)電及余熱供暖系統(tǒng)現(xiàn)場測試。

在此基礎研究上，以英、法、荷等國的大學和國立研究所為中心的研究機構，正在積極研究開發(fā)低溫型(小于800℃)SOFC材料。

4.固體高分子型燃料電池(PEFC)

日本開發(fā)固體高分子膜的單位有旭化成、旭哨子、Japangore－tex等，開發(fā)改質器以及電極催化媒體的機構有田中貴金屬、大阪煤氣等。在開發(fā)汽車燃料電池方面，豐田制造出甲醇改質型燃料電池汽車(1997年)，同時三菱電機、馬自達也在著手開發(fā)汽車燃料電池。

在供電及余熱供暖系統(tǒng)方面，PEFC排熱溫度較低，為70℃左右，在熱利用上有所限制，與其他類型燃料電池相比，目前只開發(fā)小型系統(tǒng)。東芝(30千瓦)、三洋電機(數(shù)千瓦)、三菱重工和東京煤氣(5千瓦)、富士電機和關西電力(5千瓦)等公司在開發(fā)以天然氣和甲醇為燃料的電池系統(tǒng)，同時，三洋電機在開發(fā)1千瓦級氫燃料便攜式商品化電源，三菱重工在開發(fā)特殊用途(無人潛水艇用)燃料電池。

PEFC主要作為汽車動力電源在開發(fā)。但在汽車上燃料的搭載方式各種各樣，有高壓氫、液化氫和甲醇等。這些燃料各具長短，目前還未能確定最適方式。

德國奔馳與加拿大BPS在進行共同開發(fā)，它們開發(fā)的搭載氫燃料、小底盤汽車在試運行。除此之外它們還共同開發(fā)甲醇燃料電池汽車。若在降低成本、提高運行性能等方面再取得一些進展，電池汽車就有望走向市場。

美國克萊斯勒、通用、福特三公司協(xié)力合作，計劃到2000年開發(fā)出輸出50千瓦、輸出密度1千瓦/公斤的燃料電池。另外，BMW、Rover和西門子三家公司也在開展共同開發(fā)。

第2篇：燃料電池技術論文范文

關鍵詞：新能源；汽車；發(fā)展現(xiàn)狀

一、新能源汽車的誕生背景

1.1能源緊缺、石油價格高昂

石油能源將出現(xiàn)供需矛盾，汽車使用成本越來越高，尋找既綠色環(huán)保又低廉價格的能源成了當務之急，新能源汽車便在這種情形下走進了歷史舞臺。

1.2環(huán)保問題

隨著時代的發(fā)展，大家越來越意識到：維護生態(tài)平衡，保護環(huán)境是根本性問題。汽車尾氣排放標準的高要求使得各大汽車廠商采取各種方法以提高排放質量，減少污染物，新能源汽車便進入了人們的視野。

二、新能源汽車的種類

2.1引言

新能源汽車又稱代用燃料汽車，包括全部或部分使用非石油燃料的汽車。根據(jù)《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》[4]的規(guī)定，新能源汽車包括混合動力汽車（HEV）、純電動汽車（BEV）、燃料電池電動汽車（FCEV） ，氫能源動力汽車、燃氣汽車以及其他新能源汽車等各類別產(chǎn)品。

2.2新能源汽車的種類

2.2.1燃氣汽車：其排放污染大大低于以油為燃料的汽車；抗爆震性好，可以提高動力性能；燃料以氣態(tài)進入氣缸，燃燒較充分，熱效率高；采取了多項有效的技術措施和設施，使燃氣使用起來更安全；天然氣資源豐富，價格便宜。

2.2.2燃料電池汽車：利用氫氣等燃料與氧氣在催化劑的作用下經(jīng)電化學反應產(chǎn)生的電能為主要動力源的汽車。燃料電池的反應不經(jīng)過燃燒過程，能量轉化效率高；并且它的排放主要是水，不產(chǎn)生有害物質。

2.2.3純電動汽車：純電動汽車已發(fā)展到較成熟階段[5-6]。在各國政府的大力支持下，鋰離子電池技術迅猛發(fā)展，己經(jīng)成為電動汽車車用動力電池的主要發(fā)展方向[7]。

2.2.4混合動力汽車：指由多于一種的能量轉換器能提供驅動動力的混合型電動汽車，即使用蓄電池和副能量單元的電動汽車，其副能量單元實際上是一部燃燒某種燃料的原動機或動力發(fā)電機組[8]。

2.2.5氫能源動力汽車； 以氫為主要能量作為移動的汽車，行車路遠，使用的壽命長，最大的優(yōu)點是不污染環(huán)境。雖然現(xiàn)在技術原因，在氫氣的提取上有嚴重的阻礙，但是由于氫氣燃燒后釋放的完全沒有污染的水，因此氫燃料電池汽車還是非常受重示。

2.2.6太陽能汽車：顧名思義，太陽能汽車就是使用太陽能電池把光能轉化成電能并以此為驅動能源的汽車。太陽能發(fā)電在汽車上的應用，將能夠有效降低全球環(huán)境污染。直接采用太陽能為能源，間接采用電能作為能源，可有效的節(jié)約化石燃料。

三、新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

3.1現(xiàn)狀存在的問題：

新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略不是很清晰；核心技術不甚成熟；發(fā)展項目重疊；基礎配套設施不完善；價格昂貴；民眾的環(huán)保理念知之甚少；補給能源的儲存、生產(chǎn)問題；電動汽車的續(xù)航問題。

3.2國內外的發(fā)展：

（1） 據(jù)我國發(fā)展新能源汽車以來，2001 年， 國家把新能源汽車研究列入“十一五” 期間的 “863” 重大研究課題， 同時規(guī)劃出了以汽油車為基點，向氫動力汽車大力發(fā)展的戰(zhàn)略。

（2） 美國始終致力于提高乙醇以及生物柴油等可再生資源使用量。

（3） 日本為推進新能源汽車以及環(huán)保汽車，從 2009年 4 月1日起日本實施了 “綠色稅制”。

（4） 歐盟在 2003 年了 《歐洲未來氫能圖景》 ，并制訂了 《歐盟氫能發(fā)展路線圖》。

（5） 國務院決定免征新能源汽車車輛購置稅，電解液已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化[14]。

（6） 成本較之前已經(jīng)逐步下降，極大的提升了競爭優(yōu)勢。

結論：

目前，中國汽車產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了發(fā)展節(jié)能汽車和發(fā)展新能源汽車相結合，能源多元化、動力電氣化、排放潔凈化必將推動中國新能源汽車迅速發(fā)展，中國有望在不久的將來將成為新能源汽車的研究中心。（作者單位：南京農(nóng)業(yè)大學）

參考文獻：

[1]中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)研究.高銘澤.2013-04-01，吉林大學碩士論文

[2]李大元.低碳經(jīng)濟背景下我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策研究[J].經(jīng)濟縱橫，2011，（2）.

[3]我國工業(yè)和信息化部，《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》，2009.

[4]鄧平.快速充電技術，圓你電動客車商業(yè)化之夢[J].人民公交，2013，3：95-98.

[5]崔淑娟.燃料電池汽車的關鍵技術[J].汽車工程師，2009，9：15：17.

[6]盧世剛.劉莎.電動汽車車用動力電池的主要發(fā)展方向[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2005，4：49-54.

第3篇：燃料電池技術論文范文

[論文摘要]：通信電源是向通信設備提供交直流電的電能源，是整個通信電信網(wǎng)的能量保證。通信電源系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和相應的保護系統(tǒng)構成。通信電源系統(tǒng)的設備多，分布廣，不僅單個電源設備的可靠性會影響系統(tǒng)的可靠性，電源系統(tǒng)的總體結構也會對自身的可靠性造成很大的影響。

一、通信電源的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀

通信電源是通信系統(tǒng)必不可少的重要組成部分，其設計目標是安全、可靠、高效、穩(wěn)定、不間斷地向通信設備提供能源。通信電源必須具備智能監(jiān)控、無人值守和電池自動管理等功能，從而滿足網(wǎng)絡時代的需求。通信電源系統(tǒng)由交流配電、整流柜、直流配電和監(jiān)控模塊組成。

（二）通信電源設備的更新?lián)Q代

近年來，隨著技術的進步，特別是功率器的更新?lián)Q代，新型電磁材料的不斷使用，功率變換技術的不斷改進，控制方法的不斷進步，以及相關學科的技術不斷融合，通信電源在系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，電磁兼容性，消除網(wǎng)側電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統(tǒng)的動態(tài)性能等等方面都取得長足的進步。

（三）現(xiàn)行通信電源的電路模型和控制技術

目前通信電源的變換電路拓撲結構主要采用雙單端電路，半橋電路和全橋電路，各有優(yōu)缺點。一般認為，在中、小功率場合，采用雙單端電路或半橋電路是適宜的；在大功率場合則采用全橋變換電路。

二、通信電源發(fā)展趨勢

（一）開關器件的發(fā)展趨勢

電源技術的精髓是電能變換，即利用電能變化技術將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對象的二次電源。其中，開關電源在電源技術中占有重要地位，從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關頻率達到兆赫茲級，開關電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎，促進了現(xiàn)代電源技術的繁榮和發(fā)展。

（二）通信直流電源產(chǎn)品的技術發(fā)展市場需求發(fā)展

在需求與技術的共同推動下，通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢：

體系架構相當長的一段時間內維持穩(wěn)定。通信直流電源在相當長的時間內還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊(并聯(lián))、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構；功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開關模式，暫時不會出現(xiàn)類似從線性電源到開關電源的階躍性的變化。

功率密度不斷提高。通信一次電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高，推動了通信直流電源整機的功率密度不斷提高，但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定，一定程度制約了整機系統(tǒng)的功率密度的提高比率。

更高的可靠性。高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術、通信電源技術的成熟，以及各通信直流電源設備廠家在可靠性研究上大力投入，通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢。

按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問題的理論”的俄語縮略語)描述的技術系統(tǒng)發(fā)展進化規(guī)律，一般而言，技術的生命周期包含四個階段：嬰兒期、成長期、成熟期和衰退期，種種跡象表明，通信直流電源的核心技術，開關電源技術基本上開始步入成熟期：效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進一步提高，未來幾年甚至十幾年內，通信直流電源產(chǎn)品將進入一個緩慢發(fā)展的階段，直至有一天，一種新的電源變換技術出現(xiàn)，通信直流電源產(chǎn)品就會再出現(xiàn)一個階躍性的發(fā)展，就像開關穩(wěn)壓技術替代線性穩(wěn)壓技術，給電源帶來了革命性的變化。

（三）通信用蓄電池技術研究的新進展

通信用蓄電池作為通信系統(tǒng)后備的能源供應手段，其研制、生產(chǎn)和應用技術一直備受世界各國通信行業(yè)的重視。隨著科技的發(fā)展和技術的不斷進步，國外正在研制和試驗新一代的通信用蓄電池，有的已經(jīng)進入商用化階段。這些新的蓄電池，由于其材料、結構和技術上的先進性，在性能上具有傳統(tǒng)的VRLA電池無可比擬的優(yōu)越性。

1．釩電池（Vanadium Redox Battery）。釩電池（VRB）是一種電解值可以流動的電池，目前正在逐步進入商用化階段。

2．燃料電池。燃料電池是一種化學電池，也是一種新型的發(fā)電裝置，它所需的化學原料由外部供給，如氫氧燃料電池，只要外部供給氫和氧，經(jīng)過內部電極、催化劑和堿性電解液的作用，就能產(chǎn)生0.9V電壓的直流電能，同時產(chǎn)生大量的熱能.

3．電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術應用日益普及和信息處理技術的不斷發(fā)展，通信系統(tǒng)從以前的單機或小局域系統(tǒng)逐漸發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)或廣域網(wǎng)系統(tǒng)，大量人力、物力被投入到網(wǎng)絡設備的管理和維護工作上。不過通信設施所處環(huán)境越來越復雜，人煙稀少、交通不便都會增大維護的難度，這對電源設備的監(jiān)控管理提出了新的需求，保護通信互聯(lián)網(wǎng)終端的電源設備必須具備數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡通信能力。此時，數(shù)字化技術就表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術無法實現(xiàn)的優(yōu)勢，數(shù)字化技術的發(fā)展逐步表現(xiàn)出傳統(tǒng)模擬技術無法實現(xiàn)的優(yōu)勢.

4．通信電源的環(huán)保要求。環(huán)保問題，一方面的指標是通信電源的電流諧波要符合要求，降低電源的輸入諧波，不但可以改善電源對電網(wǎng)的負載特性，減少給電網(wǎng)帶來嚴重污染的情況，還可減少對其他網(wǎng)絡設備的諧波干擾。另一個重要方面，是材料的可循環(huán)利用和環(huán)境的無污染，這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。

在通信電源開發(fā)、生產(chǎn)早期，人們主要集中研究電源的輸出特性，較少考慮到電源的輸入特性。例如：傳統(tǒng)的在線式電源輸入AC/DC部分通常采用橋式整流濾波電路，其輸入電流呈脈沖狀，導通角約為π/3，波峰因數(shù)大于純電阻負載的1.4倍。這些諧波電流大的電源給電網(wǎng)帶來了嚴重的污染，使電網(wǎng)波形失真，實際負荷能力降低，對于三相四線制的電網(wǎng)來說，還很有可能因中性線電流過大而出現(xiàn)不安全隱患。

參考文獻：

[1]朱雄世，《通信電源的現(xiàn)狀與展望》.

[2]《淺析全球通信電源技術發(fā)展趨勢》.

[3]《通信直流電源發(fā)展趨勢》.

[4]孫向陽、張樹治，《國外通信用蓄電池技術研究的新進展》.

[5]《通信電源技術發(fā)展趨勢及標準研究方向》.

[6]曾瑛，《淺談通信電源》.

[7]王改娥、李克民，《談我國通信電源的發(fā)展方向》.

[8]王改娥、李克民，《我國通信電源的發(fā)展回顧與展望》.

[9]侯福平，《UPS系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡中使用的特點及要求》.

[10]《全球通信電源技術發(fā)展呈現(xiàn)五大趨勢》.

[11]《通信電源需求現(xiàn)狀分析》.

第4篇：燃料電池技術論文范文

〔摘 要〕電動汽車作為未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向，對中國專利信息中心（CPIC）數(shù)據(jù)庫中的電動汽車相關專利申請量進行計量分析。分析結果表明，近幾年來國內車企和科研機構在電動汽車領域專利申請量增長強勁，在新能源汽車、動力電池及關鍵零部件技術等技術領域達到國際水平。本文聚焦國內電動汽車產(chǎn)業(yè)的專利技術，在文獻調研的基礎上繪制相關圖表展開專利計量分析，旨在為我國電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出參考。

〔關鍵詞〕電動汽車；中國；專利分析；專利計量；熱點技術領域

隨著全球能源日趨緊張，生態(tài)資源日益惡化，特別是近些年來的全球金融危機、油價高漲和日益嚴峻的節(jié)能減排壓力，促使了全球電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。實現(xiàn)汽車能源動力系統(tǒng)的電氣化，推動傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉型，已經(jīng)在國際上形成了廣泛共識。根據(jù)全球各大汽車公司相繼的有關電動汽車產(chǎn)品上市的計劃，預計2022年前后全球將迎來電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一次。發(fā)展電動汽車是解決快速增長的能源需要和石油資源日趨緊張之間矛盾的必由之路。電動汽車既代表了世界汽車發(fā)展的方向，也符合我國走可持續(xù)發(fā)展道路的要求。近年來，伴隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國外學者對于電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的分析研究也日益增多，國外學者多是從技術的角度來對電動汽車的發(fā)展進行分析研究[1-3]。國內學者通過對電動汽車的專利研究分析我國電動汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，相關論文也如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)出來。清華大學的蔣佳妮（2011）從應對全球氣候變化的角度對國內電動汽車專利技術進行了概述，探討了影響電動汽車國際技術轉讓的知識產(chǎn)權因素分析[4]。大連理工大學的欒春娟（2011）、深圳市科技圖書館的黃遠輝（2010）利用德溫特創(chuàng)新索引，客觀分析電動汽車的發(fā)展趨勢和專利布局[5-6]。楊淑霞（2011）采用“大為PX”專利檢索分析軟件研究國外公司在我國電動汽車領域的專利布局，提出國內電動汽車企業(yè)在專利布局上應做好專利預警研究[7]。北京理工大學的于曉勇（2011）、上海汽車集團股份有限公司的張翔利用國家知識產(chǎn)權局專利數(shù)據(jù)庫所采集到的專利信息對國內電動汽車技術發(fā)展進行了定量研究，從客觀的角度對我國電動汽車發(fā)展情況進行了評估[8-9]。本文運用專利計量方法并結合一些專利地圖的方法聚焦國內電動汽車領域，在文獻調研的基礎上，展開相關的專利計量分析，從整體上對國內電動汽車技術發(fā)展進行把握分析，以期得出對產(chǎn)業(yè)發(fā)展有價值的結論。

1 數(shù)據(jù)來源與檢索方法本文所依據(jù)的是知識產(chǎn)權出版社開發(fā)的專利信息服務平臺（http：∥）所收錄的自1986～2011年公布的全部中國專利信息，包括發(fā)明、實用新型和外觀設計3種專利。根據(jù)電動汽車所涉及的核心技術及重要組成部分并結合科技部近期的《電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》中提出的電池、電機、電控“三橫”關鍵技術[10]，確定布爾檢索式為：（電動汽車or混合動力汽車or純電動汽車or燃料電池汽車orEVorBEVorHEVorFCEV）and（燃料電池or電池or動力電池or電池管理系統(tǒng)or驅動電動機or電動機調速控制裝置or電機控制系統(tǒng)or傳動裝置or行駛裝置or電機or充電or行駛）。根據(jù)上述布爾邏輯組合檢索，對檢索到的相關對象進行合并分析，涉及公司企業(yè)名稱變更，子公司歸并進母公司里、企業(yè)和所屬設計研究院。如將奇瑞汽車股份有限公司與奇瑞汽車有限公司進行合并，重慶長安新能源汽車有限公司隸屬重慶長安汽車股份有限公司，浙江吉利汽車研究院隸屬吉利汽車集團。檢索以申請日為準，截止到2011年12月31日，經(jīng)過處理檢索到申請專利3514件，對這些申請專利的類別進行統(tǒng)計，技術含量高的發(fā)明專利1758件，所占比重為50%；技術含量較小的實用新型專利1591件，所占比重達45%；外觀設計專利165件，所占比重為5%。這說明國內電動汽車技術專利申請的質量和水平較高，具備一定的自主創(chuàng)新能力。

第5篇：燃料電池技術論文范文

關鍵詞：高等電化學;研究生;應用化學;教學

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0063-02

“高等電化學”課程是上海電力學院應用化學專業(yè)碩士研究生的學位專業(yè)課，電化學研究方向是環(huán)化學院碩士點的主要研究方向之一，包含腐蝕電化學、材料電化學、化學電源、燃料電池等，每年研究生入學選擇的研究方向中，與電化學有關的人數(shù)達到80%之多，這就要求研究生在第一年的基礎學習中具備扎實的電化學基本知識，掌握電化學儀器的基本操作，才能在接下來的科研實驗中游刃有余，做出成績。但是上海電力學院統(tǒng)招進來的研究生電化學水平參差不齊，有材料專業(yè)、化工專業(yè)或環(huán)境專業(yè)，大部分學生在本科階段并沒有接觸到電化學的相關知識，成為后續(xù)科研實驗的一大阻礙。

因此開設“高等電化學”課程，使電化學專業(yè)方向的研究生可以系統(tǒng)學習電化學基本知識，掌握電化學儀器的基本操作，對研究生的培養(yǎng)起到良好的推動作用。

上海電力學院的“高等電化學”（3學分）課程設置是由原有的“應用電化學”（2學分）和“電化學研究方法”（3學分）兩門課程合并而來，學分數(shù)雖然只有原先總學時數(shù)的60%，但要求不能降低，因此需要對該課程的教學體系、教學內容、教學方式等方面進行改革，方能適用實際需要。

一、課程教學團隊優(yōu)化合理

該課程的師資隊伍原先只有2名教師（1名教授和1名副教授），經(jīng)過建設，該課程組師資隊伍已初現(xiàn)規(guī)模，已有6名教師，其中2名教授、3名副教授和1名講師，梯隊結構合理，形成了一支很好的教學團隊。同時該教學團隊分工合理，課程負責人現(xiàn)為該一級學科碩士點負責人、中國化學會電化學專業(yè)委員會委員、上海市學位委員會第四屆學科評議組成員，長期主講電化學類課程，具有很深的學術造詣和教學水平。另一名教授是新引進的教育部新世紀優(yōu)秀人才，在化學電源研究方面具有很高的學術水平，其他三名副教授均從事本科生的電化學課程教學工作，在電化學內容上非常熟悉，另一名講師主要是對電化學企業(yè)生產(chǎn)非常熟悉，對學生的綜合訓練指導幫助很大。

各位任課老師進行深入全面講解，使課堂效果得到大大提高。該課程實際教學過程的主講一般由3名教師完成，另3名教師參與整個課程體系的設置討論、教學內容組織和實踐環(huán)節(jié)的指導等工作。教學隊伍中3 位主講教師的分工分別是：1位教師負責電化學基本原理知識的講解，包括電化學基礎與理論等;1位教師負責電化學研究方法部分的講解包括交流阻抗、循環(huán)伏安法等;另1位教師負責電化學加工與應用等，包括無機電解工業(yè)和有機電合成等等課程內容。另外，課外綜合訓練部分由6名老師共同指導并統(tǒng)一組織實施。在教學實施過程中建立了老教師的“傳、幫、帶”機制，同時也將理論教學與實踐訓練有機結合，課程教學團隊定期交流探討，形成了很好的協(xié)作機制。

二、教學內容不斷更新

由于“高等電化學”課程內容豐富，既涉及電化學基礎理論知識，又涉及電化學研究方法，還包括電化學的應用，特別是隨著電化學技術及電化學理論體系的不斷完善和深化，電化學的應用范圍已廣泛滲透到能源科學、材料科學 、環(huán)境科學、生命科學、信息科學和納米科學等諸多領域。結合上海電力學院的專業(yè)定位和辦學特色，應用化學碩士點專業(yè)主要圍繞能源、環(huán)境及材料領域中的化學問題開展相關研究，培養(yǎng)學生具有扎實的應用化學理論基礎和分析問題解決問題能力。因此，在該課程內容設置上除了保留相應的電化學基礎理論和電化學研究研究方法外，在電化學應用部分重點突出能源、電力、環(huán)保相關的知識內容，即材料電化學、腐蝕電化學、環(huán)境電化學、電化學能源體系的設計和應用等，這些知識點的拓展也與學生今后從事畢業(yè)論文工作乃至今后的就業(yè)密切相關，受到學生的歡迎。例如，圍繞電力材料防腐蝕的介紹，不僅包括腐蝕電化學機理、測試方法及防腐蝕技術等，而且著重介紹在電力企業(yè)現(xiàn)有的技術應用;隨著新能源技術的發(fā)展，海上風電的發(fā)展十分迅速，其材料防腐蝕要求也很高，課程講解時可結合電化學知識提出一些可能的解決方案。圍繞當前新能源汽車的發(fā)展對電池要求很高，在課程講解時專門圍繞新能源汽車中各類電池的發(fā)展技術及材料技術進行系統(tǒng)分析，讓學生了解燃料電池汽車、純電動汽車、插電式混合動力汽車等不同電力驅動的差別等。還有圍繞當前智能電網(wǎng)中的關鍵技術之一即電力儲能，這也是發(fā)展分布式能源及普及新能源的關鍵技術之一，而電力儲能技術中涉及到包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液硫電池等的選擇和應用，這些內容均涉及到電化學中各類化學電源的技術及最新發(fā)展，這些內容的拓展對擴大學生的知識面有極大的幫助。

三、實踐訓練環(huán)節(jié)得到強化

在傳統(tǒng)的課程實驗設置過程中一般都是利用課內時間進行一些簡單的實驗教學與實驗操作，很少進行系統(tǒng)性、綜合性的訓練，往往學生綜合能力的提高也受到了限制。由于該課程的教學時數(shù)十分緊張，實驗與實踐環(huán)節(jié)在課內安排很少，需要充分利用課外時間進行實踐環(huán)節(jié)的訓練。課程教師一般在課程結束前一個多月對學生布置一個綜合性訓練的研究課題，包括課題的確立、文獻調研、實驗方案制訂、實驗操作、數(shù)據(jù)分析和論文撰寫等各個環(huán)節(jié)。由學生利用導師實驗室資源或學院的學科基地獨立完成。事實上學院也擁有國家電力公司熱力設備腐蝕與防護重點實驗室、上海高校電力腐蝕控制與應用電化學重點實驗室、上海熱交換系統(tǒng)節(jié)能工程技術研究中心、上海電力能源轉換工程技術研究中心、上海防腐蝕新材料工程技術研究中心等高水平學科基地，這些研究基地有非常先進的電化學儀器設備及相應的分析測試設備，包括光電化學測試系統(tǒng)、電化學工作站、電池測試系統(tǒng)、原子力顯微鏡、鹽霧箱、動態(tài)模擬試驗裝置、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等。這些儀器設備均對學生開放，通過綜合訓練有利于他們全面了解該課程體系所涉及到的儀器設備及實際應用，同時通過實踐也能大大提升他們對電化學理論的理解及提高他們分析問題、解決問題的能力，也使學生初步熟悉了進行科研環(huán)節(jié)的各個步驟，真正使學生近距離接觸并使用了這些學科平臺基地的先進的一起設備，使學生的視野得到了開闊，通過動手實驗也培養(yǎng)了綜合實踐動手能力。

四、教學改革初見成效

通過該課程教學的改革實踐不僅大大提升了學生對該課程的興趣，而且促進了學生對電化學專業(yè)知識的掌握。學生在電化學相關的領域中參加科創(chuàng)比賽和學術交流中屢屢獲獎。僅2013年就有10名同學獲獎，占學生數(shù)的20%，其中3名同學獲得上海市高?？苿?chuàng)杯比賽二等獎和三等獎，1名同學獲上海市陳嘉庚青少年發(fā)明比賽三等獎，1名同學獲中國電化學會議優(yōu)秀墻報論文獎，1名同學獲全國電廠化學會議優(yōu)秀論文獎，3名同學獲全國腐蝕大會優(yōu)秀論文獎。學生在電化學領域的學術論文質量有大幅度提升，近兩年學生作為第一作者在國際電化學頂級期刊SCI一區(qū)期刊 （Electrochim Acta 和Journal of Power Source）發(fā)表了6篇論文，在SCI三區(qū)期刊（ Solid State ionics和 Journal of Alloys & Compounds）上發(fā)表了2篇論文，充分反映了本課程建設的成效。從近幾年該專業(yè)學生獲得學校優(yōu)秀碩士論文的論文題目來看，90%都與電化學密切相關，學生畢業(yè)就業(yè)崗位中需要的專業(yè)知識與電化學具有關聯(lián)度的也占60%以上，這充分說明了該課程對學生的發(fā)展具有重要作用。

五、結束語

“高等電化學”課程作為上海電力學院應用化學專業(yè)碩士研究生的一門學位專業(yè)課，對該專業(yè)學生的培養(yǎng)具有重要作用，雖然本團隊圍繞師資隊伍建設、教學內容更新和實踐環(huán)節(jié)提升等方面進行一些改革與探索，并取得了一些初步成效，但為了更好地適應社會對高素質人才培養(yǎng)的需求，還有許多工作要做，包括對課程體系全面合理的梳理、教材的合理選擇與更新、實驗技術的進一步發(fā)展與完善等等，真正為培養(yǎng)不僅大大提升了學生對本課程的興趣，而且也為學生進行后續(xù)課程學習以及畢業(yè)論文的撰寫打下了扎實的基礎。

參考文獻：

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[2]黃佳木.依托學科基地創(chuàng)建實驗平臺 培養(yǎng)材料專業(yè)創(chuàng)新人才[J].實驗技術與管理，2008，25（6）.

[3]張卉，周益明，吳萍.《應用電化學》課程教學改革的思考[J].江蘇教育學院學報，2011，（3）.

第6篇：燃料電池技術論文范文

最早的電池是怎么來的

電池可不是生來就像最常見的AA干電池那樣一顆一顆地擺著讓我們用，而是經(jīng)過了漫長的發(fā)展以及無數(shù)次的演變，才進化到現(xiàn)在的形態(tài)。同時，電池的開端也遠比我們想像的要早，它并不是在很多人以為的愛迪生時代出現(xiàn)的，最早的電池甚至要上溯到古希臘或者2000多年前的伊拉克巴格達。雖然沒有科學家給出明確的考證結果，但一方面，在古希臘一些史料的記載當中，可以看到當年的人已經(jīng)知道如果摩擦琥珀之類的物體，它們會產(chǎn)生對一些輕的物體的吸引力，這其實就是摩擦起電的道理；另一方面，在1936年，一群考古學家在巴格達附近的村莊發(fā)現(xiàn)了一些內壁附著一層銅箔、中間固定著一根鐵柱的陶罐，這和后來的“濕電池”的原理類似，因此被科學家認為這是用來存儲靜電的。要知道這些罐子距今已經(jīng)2000多年，如果真是用作電池，那歷史也實在太悠久了。真正意義確定了電的存在以及想辦法把電搞出來，也是200多年前的事情了。最早對電的存儲以及傳輸方式展開討論的，是意大利的醫(yī)學家伽伐尼(Luigi Galvani)，不過他關注到電方面的事情也算是巧合。1780年秋天，伽伐尼在解剖一只青蛙時，碰到了青蛙大腿上的神經(jīng)，這使得已經(jīng)死掉的青蛙產(chǎn)生了抽搐。伽伐尼對此感到好奇，于是又多重復了幾次實驗，并換用銅和鐵、銅和銀等不同的金屬搭配，將這些金屬的兩端連接到青蛙的肌肉和神經(jīng)上，這么折騰的結果是青蛙的尸體不斷地抖動；但伽伐尼換掉金屬，改用玻璃之類的介質，青蛙的抖動就會停止?；诖?，伽伐尼就認為這是動物自發(fā)的電流，并認為腦部是“分泌”電液的器官。隨后在1791年，伽伐尼發(fā)表了《關于電對肌肉運動的作用》論文，把這形容為“生物電”現(xiàn)象。

伽伐尼的實驗實在有些牽強。第一，碰到動物的神經(jīng)系統(tǒng)，抽抽是必然的；第二，伽伐尼認為動物會放電，這至少在他的實驗當中是不成立的，動物只是起到了導體的作用。不過這并不影響伽伐尼在歷史上的地位，他的研究被公認為電流生理學的開端，現(xiàn)在我們熟悉的電療、心電圖等東西也都是從這里發(fā)展而來。

話說回來，在對伽伐尼的結論持有不同意見的人當中，有同時期的意大利物理學家伏打(Alessandro Volta)，不過他仍然在伽伐尼實驗的基礎上進行發(fā)展。首先他強調，產(chǎn)生電的并不是動物而是那些金屬。伏打此前做過這樣一個試驗：他用舌頭同時舔一枚金幣和一枚銀幣(這個動作想不猥瑣都難啊……)，然后用導線把兩枚硬幣連接起來，這時會有舌頭發(fā)麻的感覺。因此他認為，兩種不同金屬相互接觸才是電流產(chǎn)生的關鍵，如果再加上點濕濕的東西，效果會更好――總之，“玩電”上癮的伏打很快就發(fā)現(xiàn)了兩種金屬與液體混在一起能夠發(fā)生電流效應。于是在1800年3月20日，伏打宣布，他搞出了人類歷史上第一套電源裝置――這套裝置就是后人所稱的“伏打電池”。

伏打電池的原理其實非常簡單，讓幾十對銀片(最開始實驗時用的銅片，后來改用效果更好，價錢也更貴的銀片)和鋅片泡在鹽水或者堿水當中，再用兩條金屬線將銀片和鋅片焊接起來，它們就能產(chǎn)生電流效應。銀片和鋅片越多，電力就越強，也越持久。此后伏打還進行了不少的完善和改進，比如用硫酸代替鹽水。這一改進甚至沿用至今，如今汽車上的電瓶就是這樣的原理。

“濕電池”時代

可以看到，伏打電池的原理，其實跟之前巴格達那里發(fā)現(xiàn)的陶罐是一樣的，因為有鹽水或者堿水這樣的電解液的參與，這樣的電池被后來的人統(tǒng)稱為“濕電池”(廣義上的“濕電池”)。不管怎樣，伏打電池開啟了靈活用電的新時代，在此后的半個多世紀當中，科學家們都在致力于改善這一方案，比如選擇產(chǎn)生電流效應更好的金屬和電解質、把容器進一步縮小以便將伏打電池用在更多的地方，另外還有解決短路等技術缺陷等。

一些科學家和Gee k們也基于這一方案繼續(xù)拓展。1813年，英國的戴維爵士(Sir Humphrey Davy)組裝了一個巨大的電池，他用了2000對金屬片，這可比伏打的狠多了也危險多了。而搗騰出這么大的電池，戴維爵士的目的一方面是想試試把天然的鈉和鉀混合物分離，以萃取純的鈉和鉀金屬，另一方面則是想了解電的特性，而后者又給法拉第(Michael Faraday)提供了參考，客觀上推動了發(fā)電機的誕生。在這一時期當中，英國化學家丹尼爾(John Frede ric DanielI)和法國的雷克蘭士(George LecIanche)成為了改進“濕電池”的代表人物。1836年，丹尼爾用一個銅制容器裝硫酸銅溶液，再用一個允許離子穿過的多孔的玻璃罐裝硫酸溶液，這個玻璃罐浸入銅制容器之后起到了過濾的效果，在電流產(chǎn)生之前銅離子不會漂移到鋅陽極而減弱電流，這一增強連續(xù)放電性能的改進方案被稱為“丹尼爾電池(DaniellCell)”。

而雷克蘭士的研究更為他在科學史上留下了自己的名字，他發(fā)現(xiàn)了最靠譜的一些金屬和電流收集方式。同樣是將兩塊金屬浸入電解質中，1866年，雷克蘭士選擇將鋅和汞的合金棒作為負極(鋅被證明是用作負極材料的最佳金屬之一)，而用一個多孔的杯子盛著碾碎的二氧化錳和碳的混合物作為正極，當中還有一根碳棒當作電流收集器。然后將合金棒(負極)和混合物杯子(正極)都浸入氯化銨溶液中。這些材料顯然不是憑空組合的，而是經(jīng)過了大量的研究、論證和試驗才得到的，這樣的組合改善了電解質的導電性，提高了反應能力，從而得以提供更長時間的電流。

雖然和早期的伏打電池一樣簡陋，但雷克蘭士的“錳鋅電池”方案已經(jīng)有了現(xiàn)代干電池的雛形。它能夠很好地發(fā)揮電池的功用，并且成本很低，于是迅速被廣泛運用。這一方案也被后人直接稱為“濕電池”(狹義上的“濕電池”)。直到20年后的1887年，英國人卡爾?葛司南(Carl Gassner)將合金棒改成鋅罐，并在氯化銨溶液中加入石膏來讓電解液從液體變?yōu)楹隣?，從而帶來最早的干電池――碳鋅電池，這也不過只是在雷克蘭士“濕電池”方案的基礎上提高了一小步而已。

干電池時代

從“濕電池”到干電池，電池的成分越來越穩(wěn)定安全，尺寸也可以根據(jù)需要 做得越來越小，成本也越來越低，這意味著電池這東西已經(jīng)有機會能夠為更多的普通人服務。而從碳鋅電池開始，電池的內部至少不是純粹的液體了，外部也用上了鋅制的外殼，保證內部的電解質不會輕易泄漏。在此后的短短幾年時間當中，“干電池”方案不斷被完善，技術也不斷得以更新。改變來得有夠快，在碳鋅電池出現(xiàn)后沒多久，1896年，干電池在美國開始批量生產(chǎn)，干電池的時代已經(jīng)完全來到。到了1899年，瑞典科學家容納(Waldmar Jungner)發(fā)明了鎘鎳電池，最早的堿性電池由此誕生。鎘鎳電池是以充電電池的身份出現(xiàn)的，這種電池將鎳和鎘作為電池的電極，電解液則換成了氫氧化鈉，它除了性能更加穩(wěn)定，循環(huán)壽命和自放電控制也都更為出色。容納在發(fā)明鎘鎳電池的同時還發(fā)明了另一種可充電的電池，它采用鎳和鐵的組合。一開始這種電池會產(chǎn)生很多氫氣，這讓電池不能被密封，因此容納拋棄了這一方案。1901年，愛迪生開始對這種鐵鎳電池進行改進，到了1903年鐵鎳電池改進成功，并且被愛迪生嘗試性地用于取代早期汽車上的鉛酸電池(和鎘鎳電池一樣都是早期的充電電池)。

無論如何，愛迪生在干電池時代起到了巨大的作用，他撿起了原本被拋棄的鐵鎳電池方案，并不斷進行改善，讓這一方案更加成熟穩(wěn)定，還憑借自己的地位讓技術和產(chǎn)品迅速普及。進入20世紀之后，1910年，可充電的鐵鎳電池正式商業(yè)化生產(chǎn)，而在兩次世界大戰(zhàn)當中，干電池都發(fā)揮了重要作用(雖然不好說這事情到底是好是壞)。當然，現(xiàn)在我們更是隨處可見有干電池在售賣――早在一個多世紀之前，干電池的結構已經(jīng)基本定型。

可充電電池時代

電池如果能夠反復充電使用，不僅方便，對生產(chǎn)電池所耗的資源本身也是一種節(jié)約。也許很多同學以為可充電電池(也叫二次電池)是在有了干電池之后才出現(xiàn)的，事實上，早在“濕電池”時代，可充電電池方案就已經(jīng)出現(xiàn)，并且150年前的方案還能沿用至今，讓人感嘆當年那些Geek們的厲害。這說的就是1859年法國人普蘭特(GastonPlante)發(fā)明的鉛酸蓄電池，這是最早的可充電電池，這一方案一直沿用下來，只是在細節(jié)上不斷地調整和改進。比如最開始做實驗的時候鉛酸電池是開口式的，使用過程當中需要經(jīng)常添加水和硫酸啥的，這不僅麻煩，而且對人和對環(huán)境都很危險。后來就有了改進方案，把電池封口，要加水和硫酸的話通過閥門來控制，這基本上就是現(xiàn)在的免維護蓄電池了。

到后來19世紀末20世紀初，先后由容納和愛迪生發(fā)明改進的鎳鎘、鎳鐵等電池，它們本身也是以可充電電池的身份出現(xiàn)的。對不同材料的試探，目的都是為了增強電池性能，提高電池循環(huán)壽命，保證電池工作穩(wěn)定，從而使之能更加輕巧、方便地用在更多的環(huán)境和設備上。我們都說科技的發(fā)展是階梯式的，后來者在前人的研究基礎上繼續(xù)研究，一代人_代人的積累，這在電池的發(fā)展史上表現(xiàn)得特別典型。

進入20世紀70年代，隨著二戰(zhàn)結束以及各國在廢墟上建設了20多年，科技開始日新月異，帶動了可充電電池再次迎來新的發(fā)展。1971年，美國人斯坦福?奧維辛斯(Stanford ROvshinsky，后來被稱為“太陽能光伏之父”)研制出了金屬氫化物鎳電池，也就是我們通常所說的鎳氫電池。它是從鎳鎘電池改良而來，用氫代替鎘。這樣一方面可以更好地控制生產(chǎn)成本，更重要的是鎳氫電池擁有了比鎳鎘電池更高的電容量，記憶效應也很不明顯，同時因為不含有毒的鎘，鎳氫電池對環(huán)境的污染也很小――相比過去的方案，鎳氫電池的優(yōu)勢全面，真正將干電池形式的可充電電池引領到了一個全新的時代?，F(xiàn)在最著名的可充電電池三洋eneIoop系列就采用的是鎳氫電池方案，極低的記憶效應、穩(wěn)定的電能輸出和1500次以上的循環(huán)使用壽命等都是eneloap系列的賣點。從20世紀80年代開始，隨著索尼推出Walkman隨身聽等便攜設備，全世界對電池有了進一步的需求，鋰離子電池的方案也逐漸浮出水面。這里很多人會將鋰電池和鋰離子電池混為一談，其實，鋰電池只是早期干電池的一種，它用的是鋰金屬或鋰合金為負極材料，電解質同樣為糊狀，是當年愛迪生在實驗各種材料時“順帶”發(fā)明的。后來人們用很多種元素來合成鋰合金以提升電池性能，這應該被歸納到干電池的發(fā)展脈絡當中。

而鋰離子電池就是現(xiàn)在我們非常熟悉的電池方案了，我們的筆記本電腦用的是鋰離子電池，卸下手機后蓋，上面也寫得清清楚楚“xx伏特鋰離子電池”或者“鋰離子聚合物電池”。它的研發(fā)從1983年開始，由美國化學家、固體物理學家約翰?巴尼斯特?古迪納夫(John B Goodenough)率領團隊在索尼公司立項，并在1991年最終開發(fā)出成熟的鋰離子電池。從此，手機、筆記本電腦等本身以“便攜”為賣點的電子產(chǎn)品的重量與尺寸得以大幅降低，電池續(xù)航能力也得到質的飛躍。

從鋰離子電池到鋰離子聚合物電池，研發(fā)也只用了三五年的時間。1996年，還是古迪納夫的團隊，他們用固體聚合物材料取代了原來的液體電解液(用多聚物取代液態(tài)有機溶劑)，從而讓電池能夠按照實際產(chǎn)品的需要設計成不同的外形，進一步為量產(chǎn)和普及掃清了障礙，3C產(chǎn)業(yè)從此也真正進入到發(fā)展的快車道。

清潔電池時代

似乎從一開始，電池這東西就跟什么硫酸什么金屬，以及這樣那樣的液體聯(lián)系到一起，給人的感覺是不管怎樣都要影響環(huán)境，搞不好還會有損人體健康。不過，“清潔電池”的方案也早就出現(xiàn)，雖然它誕生的初衷并不是為了保護環(huán)境，只不過是科學家為了尋找發(fā)電、保存電能的新方案而已，而且被認為是第一款“清潔電池”的硒光電池，當時也只是西門子為測量光量而進行的研究課題――1875年，德國人西門子基于“內光電效應”，發(fā)明出了對光敏感、受光發(fā)電的硒光電池。它其實是半導體光電池的一種，可以將光能轉化成電能，產(chǎn)生電能的多少也與受光量成正比，這就是現(xiàn)代太陽能電池的雛形。

到了1889年，蒙德(Mood)和萊格(Langer)又提出了“燃料電池”這一名稱，這同樣不是為了“環(huán)?！倍鴰淼姆桨福菫榱嗽囋嚳从妹簹獾茸鳛槿剂夏懿荒芨玫乜刂齐姵爻杀?，并且讓電池能夠搞定更大規(guī)模的應用。后來的燃料電池也確實做到了這一點，用煤氣作為燃料，運用機電效應等原理，將燃料電極、空氣／氧氣電極和電解液三部分組成一個電化學系統(tǒng)，通過冷燃燒的方式將化學能轉化為電能。因為是冷燃燒，所以第一不會有火焰，一氧化碳、二氧化硫之類有害氣體的排放量非常低，第二這種方式也很少會有機械參與其中，硬件損耗就幾乎可以無視了再加上產(chǎn)生與存儲電能的效率極高，這在后來就被應用到了航空航天之類的項目上。

或者說，電池能否“清潔”地進行工作，被看作是電池為生產(chǎn)生活提供更多幫助的重要基礎，而除了太陽能電池和燃料電池，其實從鎳鎘電池發(fā)展到鎳氫電池，也是為了避免鎘對環(huán)境造成危害――讓電池更加環(huán)保安全，這可以說是電池發(fā)展的源動力之一。

電池有多少種

在前文當中，我們已經(jīng)介紹了各種電池的類型與成分，這可能會讓大家感覺到困惑。因為當中一些概念和分類是相互涵蓋的，比如可充電電池能夠做成干電池和濕電池兩種，像太陽能那樣的清潔能源又似乎沒有一個合適的類別來歸納，因此我們需要超越已有的觀念，重新對電池來進行分類。簡單來說，我們會將現(xiàn)在主流的電池分成堿性電池、鋰電池、酸性蓄電池和太陽能電池四種。

其中，堿性電池分成一次電池和二次電池，一次電池比如堿性鋅錳電池，這也是目前堿性電池的主導產(chǎn)品，它比過去的碳鋅電池和氯化鋅電池更加安全，容量也更大；堿性二次電池則以鎳氫電池為代表，它憑借高壽命和環(huán)保等特性，已經(jīng)在進入21世紀之后逐漸淘汰了過去的鎳鎘電池。基本上，堿性電池都以民用為主，因此特別強調安全、環(huán)保與價格。

與堿性電池一樣，鋰電池也是與普通老百姓關系最密切的電池類型之一，它分成鋰一次電池和鋰二次電池兩種。鋰一次電池又稱金屬鋰電池，它的負極采用金屬鋰，而正極則根據(jù)需要，在二氧化錳、二氧化硫、亞硫酰氯、二硫化鐵、碘等元素當中進行選擇，這樣的組合會得到高電壓、大功率、放電能力出色的電池，在民用之外，在軍事領域也有廣泛應用：而鋰二次電池就更加隨處可見一它包括鋰離子蓄電池和鋰離子聚合物電池，目前我們已經(jīng)完全實現(xiàn)了鋰二次電池生產(chǎn)的國產(chǎn)化，生產(chǎn)和銷售各方面都非常成熟。

酸性蓄電池雖然名字聽起來好像不太流行，但我們也一定不陌生，酸性蓄電池當中的鉛酸蓄電池常用在汽車、電瓶車、摩托車等產(chǎn)品上，尤其是現(xiàn)在隨處可見的電瓶車，這一電池類型可是為環(huán)保事業(yè)做了很大的貢獻。至于太陽能電池，目前主要還處于研發(fā)的階段，當中只有包括單晶硅、多晶硅和非晶硅電池在內的硅光電池可以工業(yè)化生產(chǎn)，不過長遠來看，目前的這些太陽能電池方案工作效率還太低，存儲和輸出電能都不夠穩(wěn)定，這就留給未來的Geek們去解決了。

未來電池什么樣

第7篇：燃料電池技術論文范文

堅守初心

2013年，云斯寧教授與大連理工大學馬廷麗教授牽頭，由國內眾多科研單位成就卓越的科學家參編，共同編著的《染料敏化太陽能電池――從理論基礎到技術應用》一書正式出版。作為我國第一本全面介紹染料敏化太陽能電池（DSSC）的專業(yè)書籍，它的問世，讓世界看到了在新一代太陽能電池研究領域更多的“中國可能”。與此同時，這位杰出的青年科技工作者所取得的創(chuàng)新性國際重要研究成果，也大大提升了西安建筑科技大學無機非金屬材料學科在國內外的行業(yè)影響力，促進了功能材料新辦專業(yè)的學科發(fā)展、推動行業(yè)技術進步和產(chǎn)業(yè)化進程。

那么，何謂DSSC？他又是如何與之結緣的呢？

如大家所知，太陽能作為資源豐富的可再生能源，具有獨特的開發(fā)利用潛能，而DSSC就是新一代太陽能電池的一種。“它主要是模仿光合作用原理研制的。”云斯寧向記者介紹說，“植物進行光合作用的時候，是把太陽能轉化為電能，然后再轉化為化學能，而DSSC是一個電氣化學系統(tǒng)。植物進行光合作用，是葉綠素在起作用，而DSSC是用染料來捕獲太陽光，把光能轉化為電能進行發(fā)電。”

2003年，云斯寧在西安交通大學攻讀博士學位，從事鈣鈦礦鐵電壓電陶瓷介電弛豫行為的研究。在廣闊的科技世界走馬觀花已經(jīng)無法滿足他的求勝心，“致用”開始成為這個科研新兵最為關注的命題。偶然的機會，他看到了美國能源署和中科院關于能源科學與技術未來發(fā)展展望的行業(yè)報告，開展科研的定位逐漸清晰了起來?！爱敃r了解到我們國家碳納米管的研究在國際上比較超前，后來我就比較關注新能源，經(jīng)過逐步積累，對國家的政策、需求了解多了，焦點就集中在能源危機和環(huán)境污染兩個關鍵點上了。我們做科研必須要符合國家重大戰(zhàn)略需求才有意義，太陽能和生物質能又是新能源里邊兩大核心?！币虼?，云斯寧教授將研究定位在：一方面立足于太陽能，另一方面立足于生物質能，開展低成本、高附加值資源化循環(huán)綜合利用的基礎研究和技術開發(fā)。

因為出色的表現(xiàn)，云斯寧博士畢業(yè)之后，其學位論文獲2007年西安交通大學優(yōu)秀博士論文，而后他又作為“引進人才”進入西安建筑科技大學工作，隨后赴韓國延世大學研修，開始涉足DSSC。“在韓國，主要是搞光陽極研究，回國之后與馬廷麗教授合作，逐漸開展對電極催化劑的研究。”他說自己近期在開展捕能與儲能一體化新能源集成器件研究。

從國外到國內，從光陽極到對電極再到集成器件，云斯寧及其研究團隊一直沿著一條主線進行探索。而這條線就是――可再生能源中對太陽能和生物質能的利用。他解釋說：“隨著人口的增加和人們生活水平的逐漸提高，對能源的需求日益增加，能源危機和環(huán)境污染日益嚴重。面對這種挑戰(zhàn)，我們力圖通過新能源材料的研究和開發(fā)，解決國家發(fā)展過程中的重大能源需求，并且立足于資源化循環(huán)綜合利用?！?/p>

卓越的科研才華，讓云斯寧從眾多青年科研工作者中脫穎而出，他很快被破格提升為教授和博士研究生導師，并成為了西安建筑科技大學功能材料研究所“新能源材料”研究團隊和陜西省納米材料與技術重點實驗室“新能源材料器件化應用”研究團隊的方向負責人。 他和他的研究團隊一起，對國際上該領域的研究現(xiàn)狀、難點、熱點開展深度研究、聯(lián)合攻關。近年，參與完成、主持國家級、省部級、地市級、校級各類項目20余項，并協(xié)助國家基金委評審青年、面上、重大項目共38項。

持續(xù)突破

和當初預料的一樣，在巨大的能源缺口面前，DSSC因其光電轉化效率高、成本低、環(huán)境友好、透明等特點，順理成章地成為了全世界矚目的科研焦點。而他與“戰(zhàn)友們”的堅守，也為我國在該領域國際競爭力的加強，原創(chuàng)性成果的爭奪提供了堅實的保障?！爸袊l(fā)表的研究論文，位居世界第二；知識產(chǎn)權數(shù)量也僅此于日本和韓國，領先于美國和其他發(fā)達國家。而國內的產(chǎn)業(yè)化研究也基本與世界同步，早期僅能建成500瓦的示范小工程，預計今年我國能達到20兆瓦規(guī)模的水平?！痹扑箤幗淌趯ξ覈目蒲谐錆M信心。

藍海似乎近在咫尺，想要突破邊界，挑戰(zhàn)仍然不可小覷?！把芯緿SSC的目的最終在于應用。而產(chǎn)業(yè)化面臨兩個問題：一個是DSSC的效率約為13%，與成熟的硅基電池相比有點偏低；另外一個是它的長期穩(wěn)定性欠佳。其次，商業(yè)化應用還面臨著一個成本問題，雖然DSSC成本僅占硅基電池的1/5?1/10，但想要產(chǎn)業(yè)化，還需進一步降低成本?！敝挥薪鉀Q了效率、穩(wěn)定、成本等諸多問題，DSSC才能真正走上康莊大道，云斯寧教授倍感壓力，他認識到，“只有開展新原理、新結構、新方法的應用基礎研究，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的關鍵核心技術，跟國際上的清潔能源技術競爭，才能從容應對?！?/p>

真抓實干、各個擊破，在他看來是登頂成功的唯一途徑。作為陜西省科技計劃評審專家，他最常強調的就是“堅持”與“超越”?！叭绻惶旃ぷ?個小時，生活可以很輕松，但科研這個東西，只有不停地付出，幾十年如一日的堅持，才有可能取得突破?！弊?012年以來，云斯寧教授開始以每年一項新突破刷新西安建筑科技大學科研成果的發(fā)表紀錄，在《Prog Polym Sci》《Energy Environ Sci》《Adv Mater》《Adv Energy Mater》《ChemSusChem》《J Mater Chem A》《Nanoscale》等國際知名期刊發(fā)表學術論文40余篇，擁有20余項專利技術，主編專著1部，參編中國、法國、印度等大學教授專著3部，之一下載量已超過99000余次。研究成果先后被陜西省人民政府、陜西省教育廳、中國建筑學會、西安建筑科技大學、《西安建大報》、精細化工國家重點實驗室等多家媒體和網(wǎng)站報道，相關理論、方法或結果已被國內外同行采用或作為其研究的基礎或起點。

2014年8月，由他撰寫的綜述性文章《無鉑的染料敏化太陽能電池對電極》在國際材料領域權威刊物《先進材料》發(fā)表之后，更是引起了國際同行的關注。在他看來，無鉑催化材料有獨具優(yōu)勢的創(chuàng)新點。一方面是原材料容易獲得，價格比貴金屬鉑要便宜很多；另一方面，制備工藝比較環(huán)保，基本對環(huán)境沒污染。他舉例說，目前的這種薄膜太陽能電池，希望像塑料紙一樣印刷出來，這樣更容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而溶液工藝與卷對卷大面積印刷生產(chǎn)是非常匹配的。此外，他們開發(fā)的無鉑催化劑性能卓越，成本低廉，原材料易得，在太陽能電池、燃料電池、超級電容器、制氫、生物傳感器、有機物降解、污染控制等領域具有潛在的應用前景。

攬海聽風

榮譽、鮮花與掌聲紛至沓來，他卻波瀾不驚地說：“想要滿足國家的發(fā)展需求，我們就不能滿足于在國內拿幾個項目，而應該更關注國際上同行之間的競爭與合作?！彼粌H積極參加國內外該領域的學術會議，開展科研合作，而且與日本、瑞典、美國、韓國、芬蘭、德國、巴西、西班牙等國際知名機構的科學家保持長期穩(wěn)定的科研合作，并且長期擔任20余種國際主流SCI期刊的通訊評議人。為此，《西安建大報》刊發(fā)“國際合作我受益良多”一文，特別報道了他的國際科研合作。

第8篇：燃料電池技術論文范文

1.1內容(黑體四號加粗)

邊坡是地殼表部一切具有臨空面的地質體，具有一定的坡度和高度，包括人工邊坡、自然邊坡以及崩滑體。在重力、風化、侵蝕和其它地質作用下，邊坡不斷地發(fā)生變化，應力重新分布，并且隨著邊(微軟雅黑小四號)……

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2、課題研究的目的和意義(黑體三號加粗*)

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3、國內外研究現(xiàn)狀(黑體三號加粗*)

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4、研究的主要內容及成果形式(黑體三號加粗*)

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5、研究方法(含技術路線)(黑體三號加粗*)

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6、研究進度與步驟(黑體三號加粗*)

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7、現(xiàn)有條件及需采取的措施(黑體三號加粗)

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8、協(xié)助單位及要解決的主要內容(黑體三號加粗)

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9、主要參考文獻(黑體三號加粗*)

電動觀光車的行駛系及制動系設計

姓 名 梁津

指導教師 王勇智

院、系(部) 機械工程學院

一、選題依據(jù)(簡述國內外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況， 說明選題目的、意義，列出主要參考文獻)

1.國內外研究現(xiàn)狀

早在1881年，人們就開始研究電動汽車。世界上第一輛電動汽，發(fā)明人為法國工程師古斯塔夫·特魯夫，這是一輛用鉛酸電池為動力的三輪車。到了1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動機，將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅動的車輛[1].但是隨后內燃機的出現(xiàn)以及內燃機汽車技術的成熟，使得內燃機汽車取代了電動汽車。從20世紀90年代開始，電動汽車重新成為世界性的研發(fā)熱點，世界上各大汽車公司都投入巨資開發(fā)自己的電動汽車，各國政府也紛紛出臺政策或制定計劃，以促進本國電動汽車的發(fā)展。

(1)美國的電動汽車研發(fā)計劃 美國是汽車工業(yè)最發(fā)達的國家，汽車產(chǎn)量和保有量均位居世界前列，每年的石油消耗量和汽車污染物排放量也都居世界首位。為增強汽車制造業(yè)的競爭力，美國政府提出了著名的PNGV計劃和FreedomCAR計劃。其主要是為了開發(fā)出無污染、燃料能量轉換效率高、成本具有競爭力的電動汽車。

(2)日本的電動汽車開發(fā)計劃 日本也是汽車生產(chǎn)大國，汽車保有量位居世界第二，而且日本的石油匱乏，石油幾乎全部依賴進口。因此，日本政府及日本各大汽車公司對電動汽車的開發(fā)也十分重視。日本的混合動力電動汽車技術處于世界地位。日本的電動汽車研發(fā)計劃主要有：低公害汽車開發(fā)普及行動計劃、JHFC示范工程、專項研究計劃等。

(3)我國電動車研發(fā)計劃 我國也早已將電動汽車的研發(fā)以及電動汽車產(chǎn)業(yè)化列為重點項目，并制定了電動汽車發(fā)展規(guī)劃。比如說863計劃的EV、FCEV和HEV研發(fā)綱領和973計劃的電動汽車專項計劃。在國家科學技術部、國家高技術研究發(fā)展計劃中，設立了電動汽車重大專項，選擇新一代電動汽車技術作為我國汽車工業(yè)自主創(chuàng)新和科技創(chuàng)新的主攻方向，組織企業(yè)、高等院校和科研機構，以及政府部門、汽車企業(yè)、高等院校、科研院所四位一體的方式進行聯(lián)合攻關。

然而，目前世界上關于純電動汽車的研究還不是很成熟，目前市場上比較常見的電動汽車主要還是以混合動力汽車為主，電動汽車還存在很多問題需要解決，比如充電時間過長、行駛里程過短等。因此產(chǎn)生了一種電動汽車的初級或過渡產(chǎn)品，就是電動觀光車。目前國內外對電動觀光車的研究已經(jīng)相當成熟，20xx年至今，蓄電池觀光車(輕型電動車)在中國獲得了較快發(fā)展，從無到有，到07、08年產(chǎn)銷量達到25000輛左右。企業(yè)的數(shù)量也從開始的一兩家，發(fā)展到多家。20xx年國家實行行政許可制度以來，已領取制造許可證的企業(yè)超過60家[3].且大部分具有一定的研發(fā)能力，在國內比較優(yōu)秀的電動觀光車生產(chǎn)廠家有瑪西爾電動車、沃森電動車、朗逸電動車等

2.生產(chǎn)需求狀況

當今世界，石油、煤炭、天然氣三種傳統(tǒng)能源占全球能源消耗總量的90%以上，其中石油又占一半以上。然而，最新資料顯示，世界石油總儲量為1.15萬億桶僅夠人類再使用41年;天然氣總儲最為176萬億立方米，僅夠人類再使用63年;煤炭蘊藏總量1.0316萬億噸僅可使用230年。即使改用核能也是困難重重。已探明核原料鈾礦的儲量436萬噸，也僅可供開采72年。海水中的鈾、鋰等儲量豐富，可供人類使用上萬年，可是人類近期還沒有能力從海水中提煉出核原料來。由此可見，目前全世界最為依賴的能源--石油和天然氣，在2l世紀的上半葉即將趨于枯竭。據(jù)資料，1999年到20xx年全球能源消費量將增加60%,其中，亞洲及南美洲的發(fā)展中國家每年增長4%,20年翻一番;發(fā)達國家每年增長1.3%.按能源種類分析，石油預計增長率為每年2.2%,20年增長59%,到那時石油仍然維持第一能源的地位，在全球能源總消費量中占40%以上的比例;天然氣將增長一倍，占能源消費總量的比例由目前的23%上升到28%;由于空氣污染和二氧化碳排放問題，煤炭消耗的比例從目前的22%降到20%;由于技術問題、經(jīng)濟成本問題，水能、風能、太陽能等綠色能源的使用占耗能總量的比例將會略有下降，核能將略有增長。換言之，在近二三十年里，核能和可再牛的風能、水能、太陽能遠遠無法替代石油、天然氣等礦物能，因此，人類對石油、天然氣的依賴將越來越嚴重，而它們的儲量是有限的，這種供需矛盾導致了全球范圍迫在眉睫的能源危機?？茖W家預測，2040年全球石油消費將達到峰，從2050年石油開始枯竭。這種供需矛盾的大勢導致石油價格不斷上漲。此外，各國為預防恐怖攻擊，正加強對能源生產(chǎn)、運輸?shù)谋Ｗo設施和防范力量，這些增加的投入最終必然反映在石油、天然氣等能源的價格上。更何況擁有全球2/3石油儲量的中東地區(qū)，一直處于政治動蕩或戰(zhàn)爭之中，在這些剴素的推波助瀾下，石油、天然氣價格一路飚升勢小可擋。在世界能源危機中，眾多石油、天然氣進口國的國民經(jīng)濟受到了沉重地打擊，保證能源供應的安全成了世界上許多國家(包括我國在內)的頭等大事之一[4]。

同時，目前世界上很多發(fā)展中國家還面臨著環(huán)境污染的問題。我國近幾年來這一問題尤為嚴重，霧霾現(xiàn)象日益嚴重，其影響范圍越來越大，區(qū)域性霧霾頻繁發(fā)生，區(qū)域整體環(huán)境質量不斷惡化。霧霾污染已經(jīng)給氣候、環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、公眾健康和生活方式等帶來了越來越多的負面影響，它已經(jīng)成為一個社會公共問題。霧霾已經(jīng)不是完全的自然現(xiàn)象，它主要和人類的社會經(jīng)濟活動密切相關。氣候變化綠皮書(20xx)指出，霧霾形成的最根本原因是空氣中的污染物不斷積累[5],其主要原因之一就是機動車尾氣的排放。汽車廢氣中的污染物有100多種，其中對人體危害的是一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫和碳微粒等。因此現(xiàn)有的以化石燃料為燃料的內燃機汽車對空氣污染非常大。

因此，電動觀光車作為電動汽車初級形式應運而生。電動觀光車具有很多優(yōu)點：

(1)電動觀光車可以較好的解決汽車隊城市環(huán)境污染問題 電動汽車的電源本身不排放有害氣體。給蓄電池充電所用的電力可以來自對大氣造成污染的能源，如水能、核能、風能、地熱能、潮汐能等。即使使用煤發(fā)電，除二氧化硫及微粒外，其他排放物均比內燃機汽車少，而且電廠大多建在遠離人口密集的城市，對居民損害較少。此外，電廠煤燃燒是固定集中排放，燃燒過程較易控制，有害物質較易清楚。正因為如此，電動汽車也被稱為綠色汽車。

(2)電動觀光車可以解決汽車對石油資源的依賴 電動汽車用車載電源有蓄電池、燃料電池、飛輪電池、太陽電池和車載發(fā)電機組等。蓄電池充電所需的電能可充分利用水能、核能、風能、地熱能、潮汐能、太陽能等豐富的能源轉化而來。也就是說，電動汽車可以不依賴于石油資源，所節(jié)省的大量石油可緩解依賴石油的化工原料日益匱乏的壓力。

(3)電動觀光車可以節(jié)約大量能源 電動汽車用蓄電池可利用晚間富余的電力進行充電，從而避免大量富余電力的浪費，提高電網(wǎng)電能的利用率。電動汽車還可以在減速、制動、下坡時，將電機轉換為發(fā)電機，實現(xiàn)能量回饋，進一步提高能量的利用率[6]。

基于上述優(yōu)點，電動觀光車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，20xx年至今，電動觀光車在中國獲得了較快發(fā)展，從無到有，到07、08年產(chǎn)銷量達到25000輛左右。企業(yè)的數(shù)量也從開始的一兩家，發(fā)展到現(xiàn)在領取制造許可證的企業(yè)超過60家，近一兩年來，國家制定了許多鼓勵企業(yè)發(fā)展新能源汽車的扶持政策，這其中就包括電動觀光車研制，但從目前已出臺的政策看，如20xx年11月，國務院頒布了《新能源汽車生產(chǎn)準入管理規(guī)則》、今年2月的《汽車產(chǎn)業(yè)調整振興規(guī)劃細則》，強調了對新能源汽車及車用電池組等關鍵技術的支持。

3.選題目的和意義

此次選題主要是對電動觀光車的行駛系統(tǒng)和制動系統(tǒng)進行分析設計。電動觀光車的懸架系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油汽車懸架系統(tǒng)各部件大致相同，但國內電動觀光車的研發(fā)還處于初級階段，大都是采用內燃機汽車的車身和懸架系統(tǒng)。 因此電動觀光車與傳統(tǒng)汽車各系統(tǒng)有很大的質量、幾何外形、安裝空間位置的差異，所以必須研制出一種適合電動汽車的懸架系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)，來改善電動汽車的舒適程度和抗外界干擾的穩(wěn)定性能和制動性能[7].行駛系統(tǒng)包括車橋、車輪、懸架，其中車橋包括轉向驅動橋和從動支持橋。要進行分析設計的參數(shù)有很多，比如轉向驅動橋和從動支持橋的結構參數(shù)、輪胎的選型與轉向輪定位參數(shù)、懸架彈性元件、減震器、導向機構的參數(shù)尺寸與使用性能。制動系統(tǒng)包括制動裝置和制動控制裝置。制動器結構參數(shù)、制動器制動效能、制動器制動效能的恒定性、制動控制裝置的結構參數(shù)和可靠性、安全性等。

參考文獻

[1] 麻友良等。電動汽車概論[M].北京：機械工業(yè)出版社，20xx:1-2

[2] 張正杰。蓄電池觀光車走向純電動汽車的障礙[J].第六屆全國輕型電動車技術研討會，20xx;

[3] 陳寶強。旅游觀光車現(xiàn)狀分析[J].第六屆全國輕型電動車技術會，20xx;

[4] 懂守聰。從國際能源危機看建筑節(jié)能[J].建筑設計管理，20xx;

[5] 姜丙毅等。霧霾治理的政府間合作機制[J].學術探索，20xx;

[6] 麻友良等。電動汽車概論[M].北京：機械工業(yè)出版社，20xx:6;

[7] 喬長勝等。基于ADAMS/View微型旅游觀光電動汽車懸架仿真分析[J].機械工程師，20xx;

二、主要研究(設計)內容、研究(設計)思路及工作方法或工作流程

1.課題主要研究內容

蓄電池觀光車與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別在于動力輸出部分，用動力型電池、驅動電機代替了汽車的油箱、發(fā)動機。蓄電池觀光車一般有3大部分組成，包括電氣系統(tǒng)、底盤和車身。此處主要研究其中底盤部分的行駛系和制動系，其中行駛系起紐帶和承載的作用。主要包括車橋、車輪和懸架。制動系用于控制車速和停車。包括制動器和制動控制裝置。主要研究內容有如下幾點：

⑴分析設計并校核車橋結構，包括轉向驅動橋和從動支持橋

⑵選用并校核合適的車輪型號

⑶分析設計并校核合適的懸架結構

⑷分析設計并校核合適的制動器類型與具體參數(shù)，包括行車制動裝置與駐車制動裝置

⑸分析設計并校核合適的制動控制裝置

2.研究思路

1. 仔細閱讀任務書，了解畢業(yè)設計的整體規(guī)劃和要求。

2. 根據(jù)任務書的要求，查閱相關資料，并整理，熟悉課題內容，完成開題告。

3. 結構設計。即根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和使用要求選擇合適的各部件的結構類型。

4. 確定各結構類型的具體形式和參數(shù)。

5. 進行計算分析與校核。

6根據(jù)上面設計的具體參數(shù)，畫出部分零部件的圖紙。

6. 整理資料，編寫設計說明書。

7. 進行修改完善，準備并參加答辯

3.工作流程

1. 根據(jù)汽車理論，汽車設計，汽車構造研究電動觀光車的行駛系和制動系工作原理。

2. 計算行駛系和制動系的相關數(shù)據(jù)。

3. 進行運動和強度校核。

4. 根據(jù)相關數(shù)繪制CAD二維圖和三維圖。

5. 若校核不合格，則修改數(shù)據(jù)，再回到第二步，若校核合格，則完成設計

三、畢業(yè)設計(論文)工作進度安排

第1-3周：實習，調研，收集資料，熟悉課題內容，完成開題報告。

第4-5周：完成制動系和行駛系的總體方案設計及性能參數(shù)計算。

第6-9周：完成固定鉗盤式制動器的結構設計和三維建模與裝配及中期答辯。

第10-11周：完成裝配總圖及主要零部件圖。

第9篇：燃料電池技術論文范文

生物質能不但會搶奪人類賴以生存的土地資源，更將會導致社會不健康發(fā)展；地熱能的大規(guī)模開發(fā)將導致區(qū)域地面表層土壤環(huán)境遭到破壞，將引起再一次生態(tài)環(huán)境變化；而風能和太陽能對于地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源，它們必將成為今后替代能源主流。

風力發(fā)電

目前，我國已超過美國，成為全球風電裝機容量最大的國家，同時也成為風能設備最大的生產(chǎn)國。隨著國內風電產(chǎn)業(yè)鏈日臻完善、研究規(guī)模不斷擴大，成本下降非常顯著，競爭力也逐漸增強，但是在產(chǎn)業(yè)鏈最上游的新型材料及半導體器件（控制芯片、電力電子器件等）研究方面仍較落后，主要研究工作集中在中下游的風電整機制造、關鍵零部件配套（發(fā)電機、電控、傳動系統(tǒng)等）以及并網(wǎng)技術領域。

沈陽工業(yè)大學在風電整機制造方面具有很強的實力，是我國最早從事風力發(fā)電技術研究的少數(shù)高校之一，設置有風能技術研究所，師資力量完善，先后承擔過多項大型橫、縱向課題，成果顯著。其設計的具有自主知識產(chǎn)權的1.5MW風電機組實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，占據(jù)一定的市場地位，產(chǎn)學研結合能力很強。

華北電力大學作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學科特色的大學，成立了國內首家“可再生能源學院”，下設風能與動力工程專業(yè)，未來還將籌備生物質發(fā)電和太陽能利用專業(yè)。研究內容以大容量風力發(fā)電接入，對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的影響為主，主要研究包括：風電場建模與仿真、風能資源測量與評估、風力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷、風力發(fā)電機組只能控制與優(yōu)化運行、低速風能利用策略與先進風力發(fā)電理論，充分發(fā)揮了其在電力系統(tǒng)方面的優(yōu)勢。

重慶大學機械傳動國家重點實驗室，借助其在機械傳動領域的優(yōu)勢，在風電機組齒輪箱設計、動態(tài)特性研究、工作模態(tài)測量及制造工藝方面有深入的研究，并且產(chǎn)學研結合。

汕頭大學新能源研究所在大型風電機組空氣動力學、結構強度及結構動力學研究方面頗有作為，自行開發(fā)了大型風力機優(yōu)化設計系列軟件。

浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室對風力發(fā)電系統(tǒng)中的液壓技術有深入研究，包括風機制動系統(tǒng)、定槳距控制和變槳距控制等。

同濟大學機械工程學院在風電機組葉片動力學分析、結構優(yōu)化設計、剛柔耦合系統(tǒng)模型分析方面經(jīng)驗豐富。

東南大學在風力發(fā)電機研究、設計方面走在前列。近期又集合學校優(yōu)勢學科，建立了風力發(fā)電研究中心，致力于以風力發(fā)電為核心的可再生能源發(fā)電及應用技術的基礎研究。

電控方面，清華大學、北京交通大學、中科院電工所都有很強的實力。清華大學電機工程與應用電子技術系原名電機工程系，歷史悠悠，師資力量雄厚，在風電接入對電力系統(tǒng)影響、風電機組建模仿真、風電變流器設計及控制等方面有深入研究。北京交通大學電氣工程學院早期隸屬于鐵道部，主要服務于我國軌道交通電傳動裝備產(chǎn)業(yè)，在大功率電力電子技術領域積累了豐富經(jīng)驗，研究實力在國內高校處于領先地位。新能源研究所成立后從事大功率風電機組（直驅或雙饋）并網(wǎng)變流器、中大功率光伏發(fā)電逆變器、風電機組仿真及主控系統(tǒng)、微網(wǎng)技術研究，產(chǎn)學研結合能力很強。中科院電工所新能源發(fā)電技術研究組是國內最早研究風力發(fā)電、太陽光伏發(fā)電的單位之一，其大型并網(wǎng)風電機組控制及變流技術、變槳距控制技術以及風電場集中和遠程監(jiān)控技術等較成熟，還有一些特色研究工作包括：風/光互補、風/柴系統(tǒng)及其控制逆變技術、控制逆變技術等。

光伏發(fā)電

光伏發(fā)電具有系統(tǒng)簡單以及維護方便等特點，應用面較廣，現(xiàn)在全球裝機總容量已經(jīng)開始追趕傳統(tǒng)風力發(fā)電。太陽能發(fā)電主要分為并網(wǎng)電源系統(tǒng)和離網(wǎng)電源系統(tǒng)，目前大規(guī)模使用的主要是并網(wǎng)系統(tǒng)，一般包括光伏電池組件、光伏逆變器、配電柜、監(jiān)控系統(tǒng)等。其中光伏電池組件將太陽能轉化成電能，光伏逆變器與風能變流器類似，可以將光伏電池組件產(chǎn)生的不穩(wěn)定電能變成穩(wěn)定的電能并入電網(wǎng)。

我國光伏業(yè)正處在爆發(fā)式增長期，中國大陸和臺灣的光伏電池廠商占全球總電池產(chǎn)量59%的份額。與風電產(chǎn)業(yè)鏈類似，除了最上游的化合物、硅片提純、加工外，我國已形成了較完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，包括晶體硅、薄膜電池片及組件加工、光伏逆變器、系統(tǒng)集成、能源投資商等。

國內高校對于光伏系統(tǒng)研究主要集中于工程應用方面，合肥工業(yè)大學教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心是我國迄今為止唯一的專門從事光伏系統(tǒng)技術研究的國家重要的科學研究基地，掛靠合肥工業(yè)大學電氣與自動化工程學院，主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設計及控制、工程化應用等研究工作，產(chǎn)學研結合較好，承擔多個大型光伏電站設計工作。

海外院校

由于新能源行業(yè)涉及領域多、范圍廣，以及我國新能源行業(yè)開始起步，人才的缺乏已經(jīng)成為極為突出的問題，國家、社會、高校、企業(yè)都在積極努力培養(yǎng)這方面的人才，學生的擇校就業(yè)也因此變得十分靈活。同時，也因為剛剛起步，目前面臨的多是工程應用技術類問題，因此我們的相關研究工作主要分布在中下游，從前面的介紹也可以看出，在新能源上游高端領域，由于技術壁壘很高，國內的研究工作相對較少，但是可以選擇留學歐美高校，得到更進一步的提高。

澳大利亞新南威爾士大學光伏研究中心，由有著“太陽能之父”之稱的馬丁·格林教授領導，專注光伏電池的研究，自上世紀80年代起，30年間畢業(yè)于新南威爾士大學光伏中心的中國留學生已經(jīng)撐起了中國光伏產(chǎn)業(yè)的半壁江山。如今，在屈指可數(shù)的幾大領頭光伏企業(yè)中——尚德、中電光伏、英利、賽維LDK都有新南威爾士大學畢業(yè)生的身影，其科研實力可見一斑。

在歐洲，各國都十分重視新能源的開發(fā)利用。作為生態(tài)村理念的首創(chuàng)國，丹麥是能源問題解決得最好的國家之一。早在2006年，我國就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項目，國內許多高校分別與丹麥高校開展聯(lián)系。丹麥奧爾堡大學能源技術學院在風力發(fā)電、分布式發(fā)電、電力系統(tǒng)、電力電子及控制技術等領域有深入研究經(jīng)驗，并且與許多國家和組織開展合作，產(chǎn)學研實力很強。特別是在風力發(fā)電領域優(yōu)勢突出，核心研究領域包括：風力發(fā)電機組及風電場的控制與監(jiān)測、仿真、設計、優(yōu)化。

隨著新能源技術發(fā)展以及各項政策效應的逐步顯現(xiàn)，開發(fā)利用新能源的成本將明顯下降，為人類清潔能源利用和產(chǎn)業(yè)結構升級帶來歷史性機遇，新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。

Tips：新能源材料與器件專業(yè)優(yōu)勢院校

文/南京航空航天大學 郭棟梁

該專業(yè)重點是研究與開發(fā)新一代高性能綠色能源材料、技術和器件（如通訊、汽車、醫(yī)療領域的動力電源），發(fā)展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學術研究方向。

新能源材料與器件專業(yè)設置，主要依托化學化工學院，跨能源科學、材料科學、化學等多個學科，擬培養(yǎng)能掌握新能源材料專業(yè)基本理論、基本知識和工程技術技能，掌握新能源材料組成、結構、性能的測試技術與分析方法，了解新能源材料科學的發(fā)展方向，具備開發(fā)新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才。畢業(yè)生可在化學能源、太陽能及儲能材料等新能源材料領域從事科學研究與教學、技術開發(fā)、工藝設計等方面工作，也可繼續(xù)攻讀新能源材料及相關學科高層次專業(yè)學位。

新能源技術是21世紀世界經(jīng)濟發(fā)展中最具有決定性影響的五個技術領域之一，新能源材料與器件是實現(xiàn)新能源的轉化和利用以及發(fā)展新能源技術的關鍵。新能源材料與器件本科專業(yè)是適應我國新能源、新材料、新能源汽車、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而設立的，是由材料、物理、化學、電子、機械等多學科交叉，以能量轉換與存儲材料及其器件設計、制備工程技術為培養(yǎng)特色的戰(zhàn)略性新興專業(yè)。

高校特色：

華東理工大學

以半導體材料技術、化學電源技術、太陽電池技術等為特色。未來就業(yè)集中在光伏太陽能、新能源開發(fā)和利用以及半導體材料器件的設計、化學電池開發(fā)等。

東南大學

依托電子科學與技術大類專業(yè)背景，專業(yè)內容側重光電子材料及其應用方面，主要針對太陽能材料制備、檢測和應用，可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大學

光電功能材料與器件方向，在新型能源材料與技術、化合物半導體晶體材料與制備技術、介電功能材料與制備技術、固體波譜學等方面的研究取得了國內外同行公認的成就。光電信息功能晶體碘化汞和硒鎵銀的研制兩項成果分別獲得（1992年度和2000年度）國家發(fā)明二等獎和兩項部省級科技進步二等獎；鐵電薄膜研究獲得一項四川省科技進步一等獎，還獲得兩項部省級科技進步二等獎；薄膜太陽電池研究獲得一項中國高校發(fā)明二等獎。每年發(fā)表在國內外著名學術刊物和學術會議上的為《SCI》、《EI》所收錄的高水平論文40余篇次。