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1、氢储能的应用-燃料电池你好，欢迎来到微课堂！本节课将探究氢储能技术中的重要应用一一燃料电池。原理介绍在了解氢能燃料电池的具体应用之前，先来看一段动画，想一想氢燃料电池的工作原理是什么？【屏幕显示动态展示氢燃料电池工作原理】燃料电池（fuHcell）是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。在这里，我们所说的燃料指的是氢气，这种设备因此被称为氢燃料电池。首先，让我们聚焦阳极的反应过程。在阳极，原料氢气H2遇到催化剂后，发生什么样的变化呢？请同学们根据阳极反应式回答。阳极反应式：H2-*2H+2e生：燃料H2发生氧化反应，放出电子，正确，氨分子被分解为质子和电子。【屏幕显示氢阳
2、极反应动画】在这个过程中，原料氢分子在催化剂的作用下反应生成电子和能够扩散通过电解质（或电解质膜）的质子，反应生成的电子在外电路做功后回到阴极，而反应生成的质子则通过电解质（或电解质膜）到达阴极。接下来，我们看一下阴极发生了哪些变化。阴极的主角是氧气02。当氧气分子吸附到催化剂上时，携带着阳极透过电解质膜传输来的质子以及通过外电路传来的电子，共同参与反应。根据阴极反应式，这个过程会产生什么呢？阴极反应式，l202+2e+2H+fH2O生：释放的电子通过外电路到达燃料电池的另一极，并和穿过电解质的质子一起将O2还原成水非常好，这里产生的是水出0。【屏幕显示阴极反应动画】结合阳极和阴极的内容，可以
3、得到总反应公式。H2+12O2-*H2O【屏幕显示氧气、电子和质子合成水的动画】这样，氢和氧气通过燃料电池反应转化为水，同时将化学能有效地转换为电能。与常规电池相比，氢燃料电池不需要事前存储电能，而是直接将化学能转化为电能。这样的能运转化效率可高达60%至80%,远远超过传统热力发电的卡诺效率极限。氢燃料电池在工作过程中几乎不产生污染，噪声也很小，非常符合当前对于环境友好型能源的需求。它的另一个优点是系统大小可以根据实际需要调整，灵活性非常高。希望同学们学习燃料电池的优点，不断提高自己做事的效率，在生活中更好地发挥自己的活力和力量，为亲人、朋友提供帮助，成为一块积极“发电”的高能小电池！案例分
4、析为了深入探讨氢燃料电池在汽车上的应用，并且通过对比分析来增强理解。把这里，以丰田MiQi和特斯拉ModeI3为例，分析它们在技术和性能上的差异。首先，直观地看一下两款产品的对比表格:MiraiTeslaModel3外观尺寸（长X宽X高）mm489018151535469418501443整备质量kg18501611最高车速/（km/h）1752250-100kmh加速时间/s9.65.6常规加氢（充电）时间min3480续航里程数km502460发动机功率kW114175储氢量（电池容量）5kgH2（相当于约80kWh）60kWh请注意，尽管两者都是电动汽车，但是核心区别在于能源形式一一Mi
5、rai使用氢燃料电池，而MOdel3使用锂离子电池。根据以上数据，你能说出Mirai的一个显著优势吗？学生：老师，Mirai填充燃料的时间仅需3分钟，而Model3的充电至少需要4小时，即使是快充。很好！这个答案点出了燃料电池汽车在补给速度上的明显优势。再来思考一个问题，从环保角度考虑，氢燃料电池车有哪些潜力？为什么？学生：氢燃料电池只排放水，几乎没有污染物。并且，如果氢气来源是可再生资源，那么整个过程可以实现零排放。正确。但是，目前MiQi的使用经济性似乎不及Model3,但氢燃料电池汽车具有哪些未来发展的可能性？学生：随着技术的进步和产业链成本降低，氢气的生产、存储和输送将更经济。加之氢燃料电池的高能量密度，未来燃料电池汽车可能会在成本上更具竞争力。很棒的观点！这就是我们要关注的，氢能源汽车产业的发展不仅取决于当前状态，还取决于长远的市场与技术趋势。本节微课，我们学习了氢能燃料电池的工作原理，了解了氢储能在燃料电池汽车领域的实际应用，批判性地展望了氢燃料电池未来的发展潜力。希望你能够把这些知识运用到实际生活中，发挥更大的作用，期待你们的探索与创新！
