储能材料考试重点总结
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I 汤昊教师局部
一、填空题
1、 目前绝大多数固体氧化物燃料电池都以 6%-10% Y2O3 掺杂的 ZrO2 为固体电解质。
2、 磷酸燃料电池是以浓磷酸为电解质，以贵金属催化的气体集中电极为正、负电极的 中温型燃料电池。
3、 在 MCFC 中，CO2 是必不行少的物质，其在阴极为反响物，在阳极为产物。
4、 质子交换膜型燃料电池广泛承受的双极板是 石墨板与金属板。
5、 法拉第赝电容超级电容器是基于电极外表的活性物质发生的快速法拉第电荷转移反响而产生的法拉第赝电容。 可逆氧化复原反响 或 者
6、 金属氧化物在电极/电解液界面产生的法拉第准电容远大于炭材料外表的双电层电容， 其容量或许是炭材料电容容量的 10-100 倍，有很宽阔的进展前景。
7、 双电层超级电容器容量大小随所选电极材料的有效比外表积的增大而 增大。
8、 双电层超级电容器是基于电解液中离子和电极外表之间的容，例如承受碳基材料作为电极材料。 静电吸引 而产生的双电层 电
9、 导电聚合物是一类重要的电化学电容器的电极材料，导电聚合物电极材料的电容量主要 也是由
法拉第准电容 供给的。
10、 固体氧化物燃料电池的电解质为固体氧化物，其在高温下具有 传递 02- _及分别燃料和氧化剂的作用。
11、质子交换膜型燃料电池是以 全氟硫酸型 固体聚合物为电解质的燃料电池。
12、 目前燃料电池最常用的燃料是 氢气_。〔参燃料电池 PPT27 页〕
13、燃料电池的寿命是指输出电压降至初始值的 90 %时的运行时间。 14、 电极电势越 小，越简洁失去电子，越简洁氧化，是较强的复原剂。电极电势越简洁得到电子，越简洁复原，是较强的氧化剂。 大，越
15、 超电势或电极电势与电流密度之间的关系曲线称为 极化曲线，它的外形和变化规律反
映了电化学过程的动力学特征。
16、集中双电层理论认为，溶液一侧的剩余电荷一局部排在电极外表形成
严密
层，
其余局部依据玻耳兹曼分布规律分散于外表四周肯定距离的液层中，形成 二、简答题
分散层。
1、第一类导体和其次类导体有什么区分?
区分：载流子的不同。第一类导体载流子为物体内部自由电子或空穴, 流子为正负离子。
*2、电极消灭极化现象的缘由是什么？依据产生的缘由不同，极化主要分为哪几类?
其次类导体的载
当有电流流过电极时， 在电极上发生一系列的过程， 并以肯定的速率进展， 而每一步都 或多或少地存在阻力〔或势垒〕，要抑制这些阻力，相应地各需要肯定的推动力，表现在电
极电势上就消灭这样那样的偏离。 依据极化产生的不同缘由， 通常把极化大致分为三类： 浓差极化、电化学极化、电阻极化。
3、为什么不能测出电极确实定电位？我们寻常所用的电极电位是怎么得到的？
电极电位是两类导体界面所形成的相间电位，相间电位中的内电位是无法直接测量的, 故无法直接测出电极确实定电位，我们寻常所用的电极电位都是相对电极电位。
4、燃料电池的热力学效率能否大于 1 ?请解释缘由。
由热力学知：— A””，对任一电池的热力学效率〔最大效率〕为: 因此，燃料电池的热力学效率与其熵变的大小和符号有关， 可能会消灭效率大于、 等于或小
于 100%的状况。燃料电池的热力学效率有时会大于 100%。
*5 、与其它能量转换装置比较，燃料电池有哪些主要特点？
高效、污染小、噪声低、负载响应快速、良好的建设与维护特性。
6、燃料电池系统主要由哪几局部组成？
1 〕电池组，是系统的核心，任务是将化学能转变为电能， 2〕燃料和氧化剂供给子系统，3〕
水热治理，4 〕输出电能调整子系统，包括直流电压的稳定，过载保护和对沟通用户的逆变 子系统，
5〕掌握子系统。
7、磷酸型燃料电池性能衰退的主要因素是什么？可从哪些方面提高其电池寿命？
一般认为燃料电池性能的衰退是由于铂催化剂颗粒的烧结、 碳载体的腐蚀及酸涌等现象
造成的。可从以下几个方面来提高电池寿命： 〔1 〕电池电压不能超过 0.8V ； 〔2〕应避开操作
的瞬间猛烈变化；〔3 〕必需保证向电池供给充分的反响气体。
*8、碱性燃料电池电解质承受循环系统有哪些主要作用？
〔1 〕循环的电解质可以为电池供给一个冷却系统；
〔2 〕电解质被不断地搅拌和混合
〔3〕电解质循环就可以使产生的水进入循环，而无需在阳极蒸发；
〔4 〕假设电解质与 CO2 反响过多，可以用溶液来更换。
9、熔融碳酸盐燃料电池中目前被普遍使用的隔膜根本材料是哪种？其主要作用有哪些？ 目前被普遍使用的隔膜根本材料为 LiAIO 2。隔离电池阳极与阴极的电子绝缘体；碳酸盐电解质的载体；CO32-离子运动的通道；浸满熔盐后是气体的不透层。
*10、在 SOFC 中固体电解质需要具备哪些根本条件？
电解质必需具备以下条件： 高的离子电导率和可以无视的电子电导率；在氧化和复原气 氛中具有良好的稳定性；能够形成致密的薄膜；足够的机械强度；较低的价格等。
11、 在 PEMFC 中流场的主要作用是什么？试列举至少 4 种主要流场类型。
流场的作用是引导反响气流淌方向， 确保反响气均匀安排到电极各处， 经集中层到达催
化层参与电化学反响。流场主要有：网状，多孔，平行沟槽，蛇形和交指状等。
12、超级电容器按原理不同可以分为哪几类？其能量存储原理分别是怎样的？
超级电容器器按原理不同可以分为双电层电容及法拉第赝电容。 双电层电容原理是由于
正负离子在固体电极与电解液之间的外表上分别吸附 ，造成两固体电极之间的电势差，从而实
现能量的存储。赝电容原理则是利用在电极外表及其四周发生在肯定电位范围内快速可逆法 拉第反响来实现能量存储。
*13、属氧化物为电极的超级电容器为何比双电层电容器有更大的电容和更高能量密度？
其充放电过程与双电层电容器根本一样， 不同的是其储存电荷的过程不仅包括双电层上
的存储，而且包括电解液中离子在电极活性物质中发生氧化复原反响而将电荷储存于电极 中。不仅发生在电极外表，而且可深入电极内部，通常有更大的电容和更高的能量密度。
14、与蓄电池相比，超级电容器有哪些优势和劣势？
优点：高功率密度：输出功率密度高达数 KW/kg, —般蓄电池的数十倍；极长的充放电循环
寿命：循环寿命可达万次以上；格外短的充放电时间： 0.1-30S 即可完成；温度特性好：工 作温度范围宽；节约能源；绿色环保。
缺点：假设使用不当会造成电解质泄漏等现象；比能量较低。
*15、以导电聚合物为电极材料的超级电容器的电容量主要由哪种方式供给？其作用机理如 何？
导电聚合物电极材料的电容量主要也是由法拉第准电容供给的。 其作用机理是，通过导
电聚合物在充放电过程中的氧化复原反响，在聚合物中发生快速可逆的 n 型或 p 型元素掺
杂和去掺杂氧化复原反响， 使聚合物到达很高的储存电荷密度， 产生很高的法拉第准电容而
实现电能储存。三、论述题
*1、电极过程的一般步骤有哪些？
⑴反响物粒子向电极外表四周迁移 --------- 液相传质步骤。
⑵前置外表转化步骤。
⑶电子转移步骤或电化学步骤。
⑷随后的外表转化步骤或后置的外表转化步骤。
⑸产物粒子自电极外表对溶液内部或向液态电极内部疏散的单元步骤 ------ 液相传质步骤。
或是：反响产物生成相如生成气相、固相沉积层等 ------------- 相生成步骤。
2、什么是电化学？电化学反响有何特点？
电化学是争论第一类导体与其次类导体的界面及界面上所发生的一切变化的科学。电化学反响特点：
a、电化学反响是一种特别的氧化复原反响。特别性在于氧化、复原两反响在不同的位置上 进展，即 在不同的界面上发生的，在空间上是分开的。
b、电化学反响是一种特别的异相催化反响。电化学反响发生在两类导体的界面，固相为电
极，电极具备催化性质，但催化性质与电极电势有关。
c、 氧化反响和复原反响是等当量进展的，即得电子数与失电子数一样。
d、氧化反响和复原反响相互制约，又各具独特性。制约性表达在两个反响同时进展，且电 子得失数一样。独立性表达在两个反响分别在不同位置进展。
3、为什么不能用一般电压表测量电动势？应当怎样测量？
电池与伏特计接通后有电流通过， 在电池两极上会发生极化现象， 使电极偏离平衡状态。
