第245章 能量转化装置

    gaas材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用gaas电池的普及。
    铜铟硒薄膜电池（简称cis）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅一样。
    具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。
    唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。l
    纳米晶体化学能太阳能电池是新近发展的，优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10%以上，制作成本仅为硅太阳电池的15～110，寿命能达到20年以上。
    有机薄膜太阳能电池，就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。
    染料感光太阳电池，dyesensitizedsolarcell，dssc，是新开发出来的一种崭新的太阳电池。
    dssc也被称为gr?tzelcell，因为是在1991年由gr?tzel等人发表的构造和一般光伏特电池不同，其基板通常是玻璃。
    但也可以是透明且可弯曲的聚合箔polymerfoil，玻璃上有一层透明导电的氧化物，transparentconductingoxide，tco。
    通常是使用fto（sno2:f），然后长有一层约10微米厚的porous纳米尺寸的tio2粒子（约10～20nm）形成一nanoporous薄膜。
    然后涂上一层染料附着于tio2的粒子上。
    通常染料是采用rutheniumpolypyridyplex。
    上层的电极除了也是使用玻璃和tco外，也镀上一层铂当电解质反应的催化剂，二层电极间，则注入填满含有iodidetriiodide电解质。
    虽然dsc电池的最高转换效率约在12%左右（理论最高29﹪），但是制造过程简单，所以一般认将大幅降低生产成本，也同时降低每度电的电费。
    染料敏化太阳能电池的制造成本很低，这使它具有很强的竞争力。它的能量转换效率为12%左右。
    塑料太阳能电池以可循环使用的塑料薄膜为原料，能通过“卷对卷印刷”技术大规模生产，其成本低廉、环保。
    ......
    那么太阳能电池？
    寻猎者仔细思考了很长时间，最终因为技术问题无法解决太阳能电池的光源，故不得不将这事抛到另外一边，注意力转而盯在了剩下3种，化学电池、燃料电池、温差电池。
    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，又称电化学发电器。
    它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。
    由于燃料电池发电不受卡诺循环的限制。
    理论上，它的发电效率可达到85%～90%，但由于工作时各种极化的限制，目前燃料电池的能量转化效率约为40%～60%。
    若实现热电联供，燃料的总利用率可高达80%以上。
    燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时，二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上，这对缓解地球的温室效应是十分重要的。
    另外，由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫，而且按电化学原理发电，没有高温燃烧过程，因此几乎不排放氮和硫的氧化物，减轻了对大气的污染。
    液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍，直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池(能量密度最高的充电电池)高10倍以上。
    目前，燃料电池的实际比能量尽管只有理论值的10%，但仍比一般电池的实际比能量高很多。
    燃料电池结构简单，运动部件少，工作时噪声很低。
    即使在11mw级的燃料电池发电厂附近，所测得的噪音也低于55db。
    对于燃料电池而言，只要含有氢原子的物质都可以作为燃料，例如天然气、石油、煤炭等化石产物，或是沼气、酒精、甲醇等，因此燃料电池非常符合能源多样化的需求，可减缓主流能源的耗竭。
    当燃料电池的负载有变动时，它会很快响应。无论处于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行，它都能承受且效率变化不大。
    由于燃料电池的运行高度可靠，可作为各种应急电源和不间断电源使用。
    燃料电池具有组装式结构，安装维修方便，不需要很多辅助设施。
    燃料电池电站的设计和制造相当方便。
    燃料电池将是燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。
    燃料电池理论上可在接近100%的热效率下运行，具有很高的经济性。
    目前实际运行的各种燃料电池，由于种种技术因素的限制，再考虑整个装置系统的耗能，总的转换效率多在45%～60%范围内，如考虑排热利用可达80%以上。
    此外，燃料电池装置不含或含有很少的运动部件，工作可靠，较少需要维修，且比传统发电机组安静。
    另外电化学反应清洁、完全，很少产生有害物质。
    所有这一切都使得燃料电池被视作是一种很有发展前途的能源动力装置。
    燃料电池是一种电化学的发电装置，等温的按电化学方式，直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程，不受卡诺循环限制，因而能量转化效率高，且无噪音，无污染，正在成为理想的能源利用方式。
    同时，随着燃料电池技术不断成熟，以及西气东输工程提供了充足天然气源，燃料电池的商业化应用存在着广阔的发展前景。
    燃料电池是一种能量转化装置，它是按电化学原理，即原电池工作原理，等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，因而实际过程是氧化还原反应。
    燃料电池主要由四部分组成，即阳极、阴极、电解质和外部电路。
    燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。
    燃料气在阳极上放出电子，电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。
    离子在电场作用下，通过电解质迁移到阳极上，与燃料气反应，构成回路，产生电流。
    同时，由于本身的电化学反应以及电池的内阻，燃料电池还会产生一定的热量。
    第0238章预告多孔质体