第一篇：新能源与新材料论文
新能源与新材料——超级电容电池
13建筑（1）班 学号：20***
姓名：曾钊烨
首先，何为超级电容电池呢？超级电容电池又叫黄金电容、法拉电容，它是通过极化电解质来储能，属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容一般使用活性碳电极材料，具有吸附面积大，静电储存多的特点，在新能源汽车中有广泛使用。
超级电容器电池又叫双电层电容器是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器用途广泛，用作起重装置的电力平衡电源，可提供超大电流的电力；用作车辆启动电源，启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高，可以全部或部分替代传统的蓄电池；用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车；用在军事上可保证坦克车、装甲车等战车的顺利启动（尤其是在寒冷的冬季）、作为激光武器的脉冲能源。此外还可用于其他机电设备的储能能源。
我从以下几个方面对于超级电容器电池进行了论述： 超级电容器电池的特点：
（1）充电速度快，只要充电几十秒到几分钟就可达到其额定容量的95%以上；而现在使用面积最大的铅酸电池充电通常需要几个小时。
（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达50万次，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年。如果相应地和铅酸电池比较, 它的使用寿命可达68年, 且没有“记忆效应”。
（3）大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；（4）功率密度高，可达300W/kg~5000W/kg，相当于普通电池的数十倍；比能量大大提高，铅酸电池一般只能达到0.02kWh/kg，而超级电容电池目前研发已可达10 KWh/kg，（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；
（6）充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；（7）超低温特性好，使用环境温度范围宽达-40℃～+70℃；（8）检测方便，剩余电量可直接读出；（9）单体容量范围通常0.1F--1000F。超级电容器电池的工作原理：
传统物理电容中储存的电能来源于电荷在两块极板上的分离,两块极板之间为真空(相对介电常数为1)或一层介电物质(相对介电常数为ε)所隔离,电容值为:C = ε·A / 3.6 πd ·10-6(μF)其中A为极板面积,d为介质厚度。所储存的能量为: E = C(ΔV)2/2，其中C为电容值,ΔV为极板间的电压降.可见,若想获得较大的电容量,储存更多的能量,必须增大面积A或减少介质厚度d，但这个伸缩空间有限，导致它的储电量和储能量较小。超级电容采用活性炭材料制作成多孔电极,同时在相对的碳多孔电极之间充填电解质溶液,当在两端施加电压时,相对的多孔电极上分别聚集正负电子,而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上,从而形成两个集电层,相当于两个电容器串联,由于活性碳材料具有≥1200m2/g的超高比表面积(即获得了极大的电极面积A),而且电解液与多孔电极间的界面距离不到1nm(即获得了极小的介质厚度d),根据前面的计算公式可以看出,这种双电层电容器比传统的物理电容的容值要大很多,比容量可以提高100倍以上, 从而使单位重量的电容量可达100F/g，并且电容的内阻还能保持在很低的水平，碳材料还具有成本低，技术成熟等优点。从而使利用电容器进行大电量的储能成为可能，且在实际使用时，可以通过串联或者并联以提高输出电压或电流。超级电容器电池的未来前景：
超级电容器产品虽然问世不久，但由于它具有特殊的优点，已在许多领域中获得了应用，其前景可以认为是非常广阔。
根据总部位于北京的新兴产业调研机构力勤资讯最新的研究结果《中国超级电容器行业发展及投资分析报告2009-2010版（含2009-2013年预测）--动力电源系列报告》，国内从事大容量超级电容器研发的厂家共有50多家，然而，能够批量生产并达到实用化水平的厂家不到20家。国内厂商大多生产液体双电层电容器，重要企业有锦州凯美能源（原锦州富辰、锦州锦容）、北京集星电子、上海奥威等十多家。锦州凯美能源是国内最大的超级电容器专业生产厂，主要生产纽扣型和卷绕型超级电容器。北京集星可生产卷绕型和大型电容器，而上海奥威产品多集中在车用超级电容器上。
从各厂商的产品来看，核心企业间的竞争并不直接，因为没有完全重复的，竞争也只是局限于一个领域范围内的。预计2009-2010年各企业之间仍将有良好的合作，市场格局不会发生大的变化。集星、凯美、奥维等几家企业仍将占据国内市场绝大的份额，细分市场上各企业的竞争优势将更加明显。总得来说，市场竞争不会太激烈。
基于中国消费电子近年来的惊人增长表现，预计今后几年内，我国纽扣型超级电容器有望保持30%以上的平均增长率，卷绕型和大型超级电容器则有可能保持50%以上的平均增长率。到2013年，我国超级电容器的整体产业规模有望达到79亿元。
超级电容器电池虽然有着良好的前景，但是还是有着一些问题没有解决，例如，超级电容电池的蓄电量尚不能满足需要，而且放电电流比较难控制，不能在纯电力系统的车辆上使用。而且超级电容器电池身上也不完完全全是优点，也存在着一定的缺点。
因此，对于新能源电池，还需要我们的不断开发与研究，让它能真真服务我们大众的生活。
第二篇：新能源与环境保护论文
题目：新能源与环境保护
学生姓名： 朱健 专业班级： 14能动2 学 号：201414680226 学 院： 冶金与能源学院
新能源的与环境保护
朱健
（华北理工大学，唐山，063200）
摘 要
中国的能源发展面临资源，环境，经济和社会等诸多问题，形势不容乐观，面对人均能源资源减少，资源分布不均，环境污染严重，经济对能源依赖程度高的现实国情，要实现以较少的能源消费增长满足较高的经济增长需求，从根本上需要依靠能源生产和使用技术的提高，提升能源效率，降低能源成本，建立节约型能源，清洁型能源，鼓励新能源，提高环保水平，新能源的发展能有效的改善环境，是环境保护中必不可少的一部分。
关键词：新能源；环境保护
1中国能源与环境现状
改革开放30 年来，能源在满足经济社会持续较快发展的同时，清洁化发展也取得了巨大成就。到2020年非化石能源占一次能源消费比重提高到15%,而“十二五”时期,我国非化石能源占一次能源消费比重从2010年的8.6%提高到2015年的12%。
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，环境则与人类社会生存和发展的质量密切相关。能源是环境的核心问题，而能源利用是引起环境变化的主要原因。可以说任何一种能源的开发利用都会对环境产生影响，其中又以化石能源为代表的非清洁能源最为严重。我们可以认为全球生态环境恶化的直接原因就是人类活动。
随着能源消费量的不断增加，全球能源消费结构也在经历不断变革。我国 2016 年全年能源消费总量 43.6 亿吨标准煤，比 2015 年增长 1.4%。煤炭消费量下降 4.7%，原油消费量增长 5.5%，天然气消费量增长 8%，电力消费量增长 5%。煤炭消费量占能源消费总量的 62%，比 2015 年下降 2 个百分点 ；水电、风电、核电、天然气等清洁能源消费量占能源消费总量的 19.7%，上升 1.7 个百分点。自1990年以来，我国消耗了 全球50%以上的新增能源、70%以上的新增煤炭
以及 40%的新增石油。庞大的能源消费需求导致了能源供 应的全面紧张，能源安全问题日益突出。因此，我国因为能源消费而导致的环境恶化问题 更加严重。
这主要体现在大气污染与温室气体排放两方面。我国大气污染状况十分严重，主要呈现为煤烟型污染特征。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍 超标； 二氧化硫污染保持在较高水平； 机动车尾气污 染物排放总量迅速增加； 氮氧化物污染呈加重趋势； 全国形成华中、西南、华东、华南多个酸雨区，以华 中酸雨区为重。我国能源消费的温室气体排放强度比 世界平均水平高出30%以上。这主要是由于单位热量 燃煤引起的温室气体（CO2）排放比石油、天然气分 别高出36%和61%，更远远高于低碳或无碳的新能源 与可再生能源的温室气体排放。
2新能源的种类
新能源主要包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能等可再生能源和核能。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。同时新能源相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题具有重要意义。
太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说法，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。目前利用太阳能的方法主要有：太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。现在还有很多公司已经开始着手利用太阳能来研发产品，比如太阳能烤箱、太阳灶反光膜等。
核能目前也有利用，但是存在好多问题，比如：资源利用率低，反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决，反应堆的安全问题尚需不断监控及改进，核不扩散要求的约束，核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大等，所以还要有待考虑。
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电目前有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛，为风力发电的主流机型。
生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。
地热能是地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源我国地热资源丰富，分布广泛，利用技术有待提高。
水能在我国早已得到大规模的使用，主要用途是发电。较早期的有小浪底水电站，刘家峡水电站等；规模较大的如三峡水电站等，这些水电站为我国的经济
建设提供能源保障作出了巨大贡献。水电是目前可再生能源中技术最为成熟，可以大规模开发的能源。世界上大约20%的电力来自可再生的水电，而其他类型的可再生能源发电总和还不到1%。水力发电是借助水能资源，然后采取相关的措施对其进行利用，转化为电能的一种新兴方式，这一种发电方式具有无污染、可再生、成本低以及运行的稳定性、可靠性、安全性的优势。不过，随着水电事业的不断发展，现有水电在建资源存量不断减少，前期规划项目因受到审批程序复杂、移民难度加大、环境影响、社会关切以及水电站单位电度投资不断提高等因素影响，推进速度较缓，这些都是我国水电业急需解决的问题。中国新能源的利用措施
中国政府历来高度重视清洁能源的发展，把节能和环保作为国家的基本国策。争取到2020年，非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。为实现这一战略目标，今后一段时间中国清洁能源发展将着力做好以下几方面的工作。
(1）统筹做好相关规划。统筹谋划新能源和可再生能源的开发、化石能源的清洁高效利用、以及智能电网的研发、新能源汽车供能设施等方面的科技创新和产业发展。
(2）大力发展可再生电力。抓紧研究解决大型风电厂并网技术和运行管理问题，努力创造条件推动甘肃、内蒙古、江苏沿海等大型风电基地建设。加快发展海上风电，培育风电产业新的增长极。争取在2020年，风电装机容量突破1亿kW，加快推进甘肃敦煌10 MW光伏电站示范工程，在此基础上，采取规划引导和电价扶植政策，推动太阳能发电产业化进程。尽快培育和扩大国内光伏产品市场。
(3）有序开展核电建设。尽快出台新修订的核电发展规划，引导核电有序建设。核电项目前期工作和开工建设都要严格按照国家规划有序推进。
(4）积极推进水电开发。切实转变观念，先移民再工程。把水电开发与当地居民致富有机的结合起来。重视水电开发中的环保工作，流域开发规划要充分论证生态承载能力，把水电开发与生态保护和治理有机的结合起来。
(5）进一步提高火电高效清洁化水平。实践证明，调整电力结构是行之有效的措施。要继续深入开展这项工作，使上大压小成为火电节能减排的重要途径。同时要积极发展热电联产，提高综合能源效率。优先支持北方大中型城市建设30万kW热电机组，提高城市居民生活水平，改善城市大气环境。新能源利用对环境保护的意义
发展清洁能源，走低碳化经济发展道路，正在成为国际共识和潮流。中国将继续秉承节约有限、立足国内、多元发展、保护环境、加强国际互利合作的
能源发展方针，在新能源领域，与世界各国开展广泛的交流与合作，携手应对资源和环境等挑战，促进人类文明和可持续发展。
参考文献
【1】关于印发能源发展战略行动计划(2014-2020年)的通知[J].宁波节能.2014(06)【2】 2014年中国能源生产总量及构成.2015.《中国化学工业年鉴》.【3】我国核电产业发展水平综合评价体系研究[J].王泽平,马震,吴焕苗,许超晨.2012 【4】江西省新能源产业对各产业的关联性分析[J].刘红平.2012 【5】中国风电发展现状、趋势及建议[J].陈永祥,方征.2010 【6】我国能源安全评价体系及对策研究[D].常军乾.中国地质大学（北京）2010 【7】中国新能源产业培植制度的选择[D].刘定邦.华东理工大学 2012 【8】中国新能源技术创新战略研究[D].谢言许.渤海大学 2014 【9】促进我国新能源发展的财税政策研究[D].李松.首都经济贸易大学 2014
第三篇：能源危机与新能源论文
能源危机与新能源
目录
摘 要：..........................3
关 键 字 ：.........................3
正文：..............................4
一、世界能源危机现状..............4
二、我国能源危机现状..............4
三、解决措施......................4
四、新能源........................5
五、结论：........................6
参考文献：..........................6
[摘 要]： 目前全世界消耗的能源主要是化石能源。而化石能源在为人类带来文明的同时，也带来很多矛盾，很多问题。化石能源是有限的，未来转变能源结构任务非常艰巨。加快能源结构的转变，就是要从现在的以化石能源为主，不断转向以新能源为主的时代。
[关 键 字 ]： 能源危机 新能源
[Abstract]: at present the whole world energy consumption is mainly fossil energy.And the fossil energy in order to bring mankind civilization at the same time, will also bring about many contradictions, a lot of problems, the energy crisis situation is grim.Fossil energy is limited, the future to change the energy structure of the task is very formidable.Speed up the transformation of energy structure, is must from now on fossil energy, constantly turning to new energy dominated era.[Key words]: new energy energy crisis 正文：
一、世界能源危机现状
能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济，这通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺；能源危机通常会造成经济衰退。
1973年能源危机原因：伊朗革命爆发。1990年石油价格暴涨原因： 电力管制政策失败，加上供给小于需求。
英国石油抗议活动原因：供需关系失调。
二、我国能源危机现状
当前世界能源危机，中国能源危机形势更加严峻。我国的资源总量是丰富的，从绝对数上说，在世界上是一个资源大国，但由于我国人口众多，人均资源低于世界平均水平，因此，从相对数来看，我国在世界上又是一个资源小国。如今中国的能源现状令人担忧。其主要表现在以下三方面：一是能源以煤炭为主，可再生资源开发利用程度很低。中国探明的煤炭资源占煤炭、石油、天然气、水能和核能等一次能源总量的90%以上，煤炭在中国能源生产与消费中占支配地位。在世界能源由煤炭为主向油气为主的结构转变过程中，中国仍是世界上极少数几个能源以煤为主的国家之一。二是能源消费总量不断增长，能源利用效率较低。随着经济规模的不断扩大，中国的能源消费呈持续上升趋势。受资金、技术、能源价格等因素的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多。能源综合利用效率为32%，能源系统总效率为9.3%，只有发达国家的50%左右。三是能源消费以国内供应为主，环境污染状况加剧，优质能源供应不足。中国经济发展主要建立在国产能源生产与供应基础之上，能源技术装备也主要依靠国内供应。
三、解决措施
能源危机迫在眉睫，所以我们应该积极寻找对策，克服能源危机的出路。在世界能源消费以石油为主导的条件下，如果能源消费结构不改变，就会发生能源危机。煤炭资源虽比石油多，但也不是取之不尽的。代替石油的其他能源资源，除了煤炭之外，能够大规模利用的还很少。太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其他新能源也如是。因此，人类必须估计到，非再生矿物能源资源枯竭可能带来的危机，从而将注意力转移到新的能源结构上，尽早探索、研究开发利用新能源资源。
四、新能源
一般认为，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。环境污染和能源短缺的现实压力令全世界开始重新关注新能源，而且希望新能源能够克服化石燃料燃烧带来的污染和有可能出现的能源枯竭。新能源看似有很多优点，如太阳能和风能，取之不尽、用之不竭，利用过程中也不会排放很多的污染物。未来核能、风能、水能、氢能、太阳能等新能源将会得到很大发展并且做为辅助能源。
核能：在新能源开发中比较现实的是核能，它将逐渐发展成为新世纪的一种重要能源。核能发电具有很多优点：不会造成空气污染，不会加重温室效应，核能发电所需要的原料铀储量丰富提炼成本低。但同时也存在问题：资源利用率低，核废料成为危害生物圈的潜在因素，处理技术不完善，核电建设投资费用大，风险较高。
风能：风能未来将会取得非常迅速的发展，全球风能产业的前景相当乐观，各国政府不断出台的可再生能源鼓励政策，将为该产业未来几年的迅速发展提供巨大动力。风能具有可再生、永不枯竭、无污染等特点，综合社会效益高。但尽管在理想条件下，虽然风能利用的成本比较低，但仍高于化石燃料，风能受地形、气候、风力的变化影响较大，连续性较差，转换效率较低，技术还不够成熟。所以风能的发展也值得期待。
水能：水能是一种可再生能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。水能资源最显著的特点是可再生、无污染，它是常规能源。水能主要用于水力发电，其优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。
氢能：氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，越来越多的国家开始将开发氢能列为重要的新能源项目，开发高效率、低成本生产氢的工艺。氢能被认为具有长期利用的潜力，具有高温高能，热能集中，可再生，来源广泛，应用范围广的刚有点，但也存在几个问题。首先，氢不是一种能源来源，在自然界不能自由存在；氢必须从石油、天然气或水等其它物质中分离出来，成本比较昂贵；氢的分离也要消耗能量，从水中分离氢则能耗更高；与等量的石油相比，氢的热值也较低。第三，氢既不容易储存，也没有相关设施来生产、运输和销售氢燃料。氢燃料利用各环节的安全性也值得关注。
太阳能：太阳能以其清洁环保、取之不竭在全球范围受到了追捧，被认为是二十一世纪的新能源之首，发展前景极为被看好。只有太阳能才能满足人们更进一步的需求，这种更加清洁的能源将会取之不尽，用之不竭。太阳能具有普遍，无害，利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。太阳能储量巨大可再生。但同时太阳能具有分散性和不稳定性，开发成本高效率低等缺点。
我国促进可再生能源发展的根本出路在于：（1）大力推进可再生能源开发利用技术进步，包括智能电网、优化调度等。（2）不断完善支持可再生能源发展的政策体系，包括碳税等税收政策。国家更应该从税收的角度考虑，对于使用化石能源，或者利用化石能源要进行征税，如碳税。征收的资金用来鼓励新能源发展，制约或者是限制来增加利用化石能源的成本，或者通过行政政策或者法律政策来调整这个结构。（3）深化能源管理体制改革，包括电力、石油等各个方面。
五、结论：
世界能源危机日益严重，我国能源危机也迫在眉睫。如何有效保护现有能源资源，开发新型绿色能源，成为每一个地球人都必须思考的命题。节能减排、新能源开发应用的道路上，我们任重而道远。不但应该挖掘更多可以利用的有效能源，还应该致力于研究现有能源的高效利用以及能源与能源之间的互相“转换”、替代使用；例如已经实现的盐水发电，新能源汽车等等。而对于我们自身而言，简单的低碳绿色环保行为也是对身边环境以及地球资源的一种保护；学好相关的专业知识，合理利用身边的资源，为当今能源现状做力所能及的小事。
参考文献：
《新能源与可再生能源概论》 苏亚新 化学工业出版社 2006-03 《新能源与可再生能源技术——21世纪能源与动力》
李传统 2005-9-1 《新能源概论》 王革华 化学工业出版社 2006-08 《新能源》 李方正 化学工业出版社，2008年版
《环境保护与可持续发展》 郎铁柱 钟定胜 天津大学出版社 《论全球环境下我国新能源的发展》 西南石油大学
第四篇：新能源材料论文
新能源材料
氢能与质子交换膜燃料电池
0908010127陈振南
前言
石油是不可再生的能源，其储藏量和可开采量资源正面临枯竭。如今人类社会高度依赖于石油工业，包括汽车在内的各个行业的发展都离不开石油工业。地球上的石油到底还能供人类用多久？据美国石油业协会估计，地球上尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶，可供人类开采不超过95年的时间。在2050年到来之前，世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在2250到2500年之间，煤炭也将消耗殆尽，矿物燃料供应枯竭。
中国石油资源不及世界人均水平的1/6，从1993年开始，中国成为石油净进口国，供需矛盾日益突出。2004年中国石油消费量达到了2.92亿吨，进口原油1.23亿吨。其中，车用燃油消耗已经达到了中国石油消费量的1/3左右。此后石油进口仍呈上升趋势，进口量约占使用量的20%左右，预计到2010年前后将达到40%，车用汽油年消耗量为6400万吨。面对人类即将消耗完需几百万年才形成的石油资源所引发的即将到来的能源危机，中国及全世界必须认识到要采取开源节流的战略，即一方面节约能源，另一方面开发新能源。为解决能源短缺、环境污染等问题，开发清洁、高效的新能源和可再生能源已十分紧迫。氢能因燃烧热值高、污染小、资源丰富成为新能源的对象，氢燃料电池作为氢能利用的有效手段。PEMFC 发电机由本体及其附属系统构成。本体结构除上述核心单元外，还包括单体电池层叠时为防止汽、水泄漏而设置的密封件，以及压紧各单体电池所需的紧固件等。附属系统包括：燃料及氧化剂贮存及其循环单元，电池湿度、温度调节单元，功率变换单元及系统控制单元。PEMFC 发电机的诸多优越性能，使其在航空航天及超级移动设备、水下潜艇、军事工程、通讯工程、车辆动力电源。
原理
为解决能源短缺、环境污染等问题，开发清洁、高效的新能源和可再生能源已十分紧迫。氢能因燃烧热值高、污染小、资源丰富成为新能源的对象，氢燃料电池作为氢能利用的有效手段，已被美国《时代》周刊评为 21 世纪有重要影响的十大技术之一
燃料电池本质是水电解的“逆”装置，主要由3 部分组成，即阳极、阴极、电解质，如图 1。其阳极为氢电极，阴极为氧电极。通常，阳极和阴极上都含有一定量的催化剂，用来加速电极上发生的电化学反应。两极之间是电解质。
以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为例，其工作原理如下：
(1)氢气通过管道或导气板到达阳极；
(2)在阳极催化剂的作用下，1 个氢分子解离为 2 个氢质子，并释放出 2 个电子，阳极反应为：
H2→2H++2e。
(3)在电池的另一端，氧气（或空气）通过管道或导气板到达阴极，在阴极催化剂的作用下，氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水，阴极反应为：1/2O2+2H++2e→H2O 总的化学反应为：H2+1/2O2＝H2O 燃料电池种类较多，PEMFC 以其工作温度低、启动快、能量密度高、寿命长等优点特别适宜作为便携式电源、机动车电源和中、小型发电系统。
PEMFC 发电机由本体及其附属系统构成。本体结构除上述核心单元外，还包括单体电池层叠时为防止汽、水泄漏而设置的密封件，以及压紧各单体电池所需的紧固件等。附属系统包括：燃料及氧化剂贮存及其循环单元，电池湿度、温度调节单元，功率变换单元及系统控制单元。图 2 是一个典型的PEMFC 发电系统示意图。
电子在外电路形成直流电。因此，只要源源不断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气，就可以向外电路的负载连续地输出电能
应用
PEMFC 作为移动式电源的应用领域分为两大类：一是可用作便携式电源、小型移动电源、车载电源等。适用于军事、通讯、计算机等领域，以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要。实际应用是手机电池、笔记本电脑等便携电子设备、军用背负式通讯电源、卫星通讯车载电源等。二是用作自行车、摩托车、汽车等交通工具的动力电源，以满足环保对车辆排放的要求。从目前发展情况看，PEMFC 是技术最成熟的电动车动力电源。国际上，PEMFC 研究开发领域的权威机构是加拿大 Ballard 能源系统公司。美国 H-Power 公司于 1996 年研制出世界上第一辆以 PEMFC 发电机为动力源的大巴士。近年来，我国对燃料电池电动车的研发也极为重视，被列入国家重点科技攻关计划。上海神力公司、富原燃料电池有限公司、清华大学、中科院大连化物所已分别研制出游览观光车、中巴车样车，其性能接近或达到国际先进水平。
PEMFC 的诸多优点，使其在重要的民用设施如智能大厦、医院、宾馆等以及国防（人防）领域都具有极好的应用前景。目前这些地方的供电系统均采用以 4
外电为主、柴油发电机组为辅的供电方式。当外电毁坏启用柴油发电机组时，由于柴油发电机组存在烟气排放，隐蔽性差、震动大、噪音高、环保性能差等许多缺点，更不适合在未来高科技战争中使用。因此，研究基于 PEMFC 的发电系统可有效利用氢能实现环保，对民用供电和国防建设都有极为重大的意义。
氢能的利用，特别是 PEMFC 作为新一代发电技术，以其特有的高效率和环保性引起了全世界的关注，极具开发和利用价值。随着 PEMFC 的技术不断提高和成本逐步降低，燃料电池将逐步获得应用，并有力地推动氢能技术的发展。
参考文献
1.李建保，李敬锋 主编，《新能源材料及其应用技术》，清华大学出版社，2005 2.张淑谦，童忠良主编,《化工与新能源材料》，化学工业出版社，2010
第五篇：新能源与现代生活论文
新 能 源 与 现 代 生 活
论
文
题目：浅谈新能源汽车
摘要：能源是人类生存和发展的重要物质基础。随着人类使用能源特别是化石能源的数量越来越多,能源对人类经济社会发展的制约和对资源环境的影响也越来越明显。自从英国工业革命以来，以煤炭、石油和天然气等化石燃料为一次能源的供能系统极大地促进和推动了世界各国的经济发展。但与此同时，大量使用化石燃料带来了严重后果，环境污染、能源紧缺、生态破坏等等。人们已经认识到问题的严重性，在改进技术、节约能源的同时，积极探索新能源的开发和应用。本文从汽车领域着手，谈论新能源技术的应用以及人们为解决能源紧缺现状所做出的努力。关键词：能源紧缺 新能源 新能源汽车
一、能源危机
能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济。这通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺。能源危机通常会造成经济衰退。经济的快速增长一部分得益于化石燃料应用的快速发展，而原先人们却忽视了化石燃料的不可再生性，过度的开发和利用，没有注重在可再生能源应用领域的探索。最近几年的战争频繁、冲突不断，和能源的掠夺不无关系。现在的能源危机让人们提高了警惕，开始着手于新能源应用，减轻现今能源结构的负担，这也就是近十年来多个行业积极进行利用新能源的产品开发的原因。
二、新能源
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、核能。此外，还有沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气等能源，称为常规能源。
我们所熟知的新能源的应用莫过于发电领域了。三峡水利发电站、葛洲坝水利枢纽、大亚湾核电站等等。其实除了发电之外，新能源的应用还很广泛，比如本文要论述的新能源汽车，就是正在蓬勃发展的一个领域。
三、新能源汽车
新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。混合动力汽车是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力。混合动力汽车的优点是：
1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。
2、因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。
3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。
4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。
5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。
6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。但是其长距离高速行驶基本不能省油。纯电动汽车的优点是，技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。但是目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵。
在新能源与现代生活的选修课上，我们介绍过的、技术比较先进的新能源汽车生产企业就是比亚迪有限公司了。通过上网查找资料，我了解到2008年10月6日，比亚迪以近2亿元收购了半导体制造企业宁波中纬，整合了电动汽车上游产业链，加速了比亚迪电动车商业化步伐。通过这笔收购，比亚迪拥有了电动汽车驱动电机的研发能力和生产能力。作为电动车领域的领跑者和全球二次电池产业的领先者，比亚迪将利用独步全球的技术优势，不断制造清洁能源的汽车产品。2008年12月15日，全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车在深圳正式上市。比亚迪公司还生产了新能源客车，并且在多个城市进行营运，显示出了较好的性能和品质。比亚迪有限公司还设有中央研究院、汽车工程研究院以及电力科学研究院，负责高科技产品和技术的研发，以及产业和市场的研究等；拥有可以从硬件、软件以及
测试等方面提供产品设计和项目管理的专业队伍，拥有多种产品的完全自主开发经验与数据积累，逐步形成了自身特色并具有国际水平的技术开发平台。我们可以说强大的研发实力是比亚迪迅速发展的根本。在现今能源紧张，新能源技术急待发展和应用的境遇下，执着研究、掌握领先于世界的新技术是中国自主产品在国际市场上扩张、占领市场的法宝，也是中国工业发展的目标。比亚迪不断进行在电动汽车这种新能源技术上的开发是顺应于世界趋势和未来工业发展趋势的。逐步完善的技术和人们日益重视的环保节能，若配以合理的营销，相信比亚迪可以跻身世纪前列。
四、应用的困难
随着节能环保的意识在人们脑海里越来越强，大众也乐于尝试节能或是新能源产品。但就现今新能源产业的发展来看，广泛和全面的应用还需时日。例如，发电产业中，煤炭火力发电是传统技术，水利发电和核电现在也已经比较成熟。但是太阳能发电就不太合适。按理说太阳能发电是可行性最高、破坏性最小的发电方式，但是制造电池板却是高污染的行业且造价很高。就新能源电动汽车来说，售价较高、平时充电不便等是制约其应用、扩张的困难。
五、总结
经过文章的论述，我们可以得到：若想新能源产品真正深入人们的生产生活，还需我们年轻一代的努力，积极学习科学文化知识，投身于科技的研发和应用。随着技术的革新，我们离绿色生活不再遥远。
点击咨询 