特种功能材料 能源材料
特种功能材料
特种功能材料特种功能材料是指通过对材料进行改性和加工等手段，使其具备特殊的功能和性能的材料。
这类材料具有广泛的应用领域和潜在的经济效益。
下面将介绍一些常见的特种功能材料和其应用。
一、磁性材料磁性材料是具有磁性的材料，常见的磁性材料有永磁材料、磁性合金和软磁材料等。
永磁材料可广泛应用于电机、声学、电子等领域，如用于制造电机、传感器和磁存储器等；磁性合金可用于制造变压器和电磁线圈；软磁材料可用于制造变压器、电感器和传感器等。
二、电子功能材料电子功能材料主要包括导电材料和绝缘材料。
导电材料可以将电能导入或传出某一部件，广泛应用于电子器件、电池和发电设备等，如金属、半导体和导电聚合物等。
绝缘材料可以阻隔电流，在电子器件中常用于绝缘保护和电介质应用。
三、光电材料光电材料是指能够吸收光能并将其转换为电能的材料，广泛应用于光电子、光伏和光学等领域。
光电材料具有快速响应、高灵敏度和稳定性好等特点。
常见的光电材料有太阳能电池材料、光电导材料和光纤材料等。
四、热电材料热电材料是指能够将热能转化为电能的材料，广泛应用于能源领域。
热电材料具有高热电效应、长寿命和稳定性好等特点。
常见的热电材料有铜铟镓硒、硅锗和硫化柱英等。
五、阻尼材料阻尼材料是指能够吸收机械振动和减缓能量传递的材料，广泛应用于结构、航空和交通等领域。
阻尼材料能够减小结构的振动幅度，提高结构的稳定性和安全性。
常见的阻尼材料有聚合物阻尼材料、金属阻尼材料和纳米阻尼材料等。
总之，特种功能材料具有丰富的种类和广泛的应用领域，可以满足不同领域的需求。
随着科技的不断发展，特种功能材料的研究和应用将不断拓展，为人们的生活和产业带来更多的便利和创新。
什么是功能材料
什么是功能材料功能材料是一种具有特定功能和性能的材料，它可以在各种领域中发挥重要作用。
功能材料通常具有特殊的物理、化学或电磁性质，能够满足特定的工程需求和应用要求。
在现代科学技术和工程领域中，功能材料已经成为各种新型材料的重要组成部分，对于推动科技创新和产业发展发挥着重要作用。
功能材料的种类非常丰富，包括但不限于光电材料、磁性材料、光学材料、电子材料、半导体材料、纳米材料、生物材料等。
这些功能材料在光电子、信息技术、生物医药、能源环境等领域都有着重要的应用价值。
比如，光电材料可以用于制造太阳能电池、LED等光电器件；磁性材料可以应用于磁记录、电磁传感器等领域；生物材料可以用于生物医学器械、组织工程等领域。
功能材料的研究和开发对于提高材料的性能、降低成本、促进产业升级具有重要意义。
通过对功能材料的设计、合成、表征和应用研究，可以不断拓展材料的功能和性能，满足不同领域的需求。
例如，通过调控材料的微观结构和组织，可以实现材料的特定性能，比如提高材料的导电性、磁性、光学性能等；通过开发新型材料，可以满足新能源、新材料、环境保护等领域的需求。
在功能材料研究领域，纳米材料是一个备受关注的研究热点。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物性质，具有很高的比表面积和表面能，可以表现出与宏观材料完全不同的性能。
纳米材料可以应用于催化剂、传感器、生物医学、环境修复等领域，具有广阔的应用前景。
总之，功能材料是当今科学技术发展的重要支撑，它对于推动科技创新、提高材料性能、满足社会需求具有重要意义。
功能材料的研究和应用将进一步推动材料科学和工程领域的发展，促进产业升级和经济增长。
随着科学技术的不断进步，功能材料必将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
常见的功能性建筑材料有哪些(二)
常见的功能性建筑材料有哪些（二）引言概述：功能性建筑材料是指在建筑物中起到特定功能和效果的材料。
本文将介绍另外五种常见的功能性建筑材料，包括省能源材料、声学材料、防火材料、防水材料和防腐材料。
省能源材料：1. 高效保温材料：如聚苯板、岩棉板、聚氨酯保温板等，具有优良的保温性能，可减少能源消耗。
2. 高反射镀膜材料：如高反射玻璃、反射膜等，能够减少太阳辐射热的吸收，从而降低建筑物的冷负荷。
3. 光伏材料：如太阳能电池板，可将太阳能转化为电能，为建筑物提供可再生能源。
声学材料：1. 吸音材料：如声学板、吸音棉等，能够减少噪音的传播，提供舒适的室内环境。
2. 隔音材料：如隔音玻璃、隔音砖等，能够阻隔外部噪音进入建筑内部，保持安静。
防火材料：1. 阻燃材料：如阻燃涂料、阻燃剂等，具有抑制燃烧、延缓火势蔓延的功能。
2. 防火隔板：如防火板、防火门等，能够抵御火焰和高温，保护建筑物和人员安全。
防水材料：1. 防水涂料：如防水涂料、防水胶等，能够形成阻隔水分渗透的防水层。
2. 防水膜材料：如防水卷材、防水膜等，能够形成连续、耐久的防水层，阻止水分渗入建筑物内部。
防腐材料：1. 防腐涂料：如防腐漆、防腐油漆等，能够形成防腐层，保护建筑材料不受腐蚀。
2. 防腐剂：如防腐剂涂料、防腐封闭剂等，能够提供额外的防腐保护。
总结：功能性建筑材料是实现建筑物特定功能和效果的重要组成部分。
省能源材料可提高能源利用效率，声学材料可改善室内环境，防火材料可保护建筑物和人员安全，防水材料可防止水分渗透，防腐材料可延长建筑材料的使用寿命。
在建筑设计和施工中，合理选择和使用这些功能性建筑材料，对于实现可持续发展和建筑质量的提升具有重要意义。
特种功能材料
特种功能材料特种功能材料是指具有特殊性能和功能的材料，通常用于特定的工程和科技领域。
这些材料具有独特的物理、化学和机械性能，能够满足特定的工程需求，广泛应用于航空航天、军事、能源、环保等领域。
特种功能材料的研究和应用对于推动科技进步和经济发展具有重要意义。
特种功能材料的种类繁多，包括但不限于高温合金、碳纤维复合材料、功能陶瓷、高分子材料、纳米材料等。
这些材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度、轻质、导热、导电等特点，可以在极端环境下发挥作用，因此在航空航天领域得到广泛应用。
同时，特种功能材料还可以用于制备传感器、储能材料、光学材料等，为科技领域的发展提供了重要支撑。
在航空航天领域，特种功能材料的应用尤为突出。
例如，高温合金可以用于制造发动机涡轮叶片，具有优异的耐高温和抗氧化性能，能够满足发动机在高温高压下的工作要求。
碳纤维复合材料则可以用于制造飞机机身和机翼，具有轻质高强的特点，可以减轻飞机重量，提高燃油效率。
这些特种功能材料的应用大大提升了航空航天器的性能和可靠性。
另外，在军事领域，特种功能材料也发挥着重要作用。
高分子材料可以用于制备防弹衣和防弹头盔，提供士兵良好的防护性能。
功能陶瓷可以用于制造导弹的导引头部件，具有良好的高温耐磨性能，能够确保导弹在高速飞行过程中的稳定性。
这些特种功能材料的应用为军事装备的研发和生产提供了重要支持。
除此之外，特种功能材料还在能源、环保等领域发挥着重要作用。
例如，太阳能电池中的光伏材料、储能材料中的锂离子电池正极材料等，都属于特种功能材料的范畴。
这些材料的研究和应用有助于提高能源利用效率，减少环境污染，推动可持续发展。
总的来说，特种功能材料在科技领域的应用前景广阔，对于推动科技进步和经济发展具有重要意义。
随着科技的不断进步和发展，特种功能材料的研究和应用将会得到进一步加强，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
化工新材料定义及分类
化工新材料定义及分类一、定义化工新材料是指最近发展或正在发展的、具有优异性能、能满足新需求的一类高技术、高附加值的化工产品。
这类产品在国民经济和国防建设中具有广泛的应用，对于提升产业技术水平和核心竞争力，推动传统产业的升级换代，促进可持续发展具有重要意义。
二、分类1.高性能合成材料高性能合成材料是指通过特定的合成技术制备的、具有优异性能的聚合物材料。
这类材料具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、绝缘等特性，广泛应用于航空航天、电子信息、汽车等高技术领域。
2.新型功能材料新型功能材料是指具有特殊功能性的材料，如导电、导热、发光、磁性等。
这类材料在新能源、生物医药、环保等领域有广泛应用，如石墨烯、碳纳米管、稀土发光材料等。
3.高分子复合材料高分子复合材料是指由两种或两种以上材料组成的新型材料，其中高分子材料为主要成分。
这类材料通过复合化技术，可以实现单一材料难以达到的综合性能，如强度高、质量轻、耐腐蚀等，广泛应用于交通运输、航空航天、电子信息等领域。
4.生物相容与医疗材料生物相容与医疗材料是指用于医疗器械和人体植入物的高技术材料，要求具有良好的生物相容性和功能性。
这类材料对于提高医疗水平、保障人体健康具有重要作用，如钛合金植入物、聚乙烯醇血管等。
5.绿色化工材料绿色化工材料是指生产过程中低能耗、低污染、低排放的化工产品，符合可持续发展要求。
这类产品具有环保、节能、安全等优点，如可降解塑料、无毒涂料等。
6.环境友好型建筑材料环境友好型建筑材料是指具有环保性能的建筑材料，能够降低对环境的负荷。
这类材料包括绿色混凝土、环保型涂料等，对于改善人居环境、实现建筑产业的可持续发展具有重要意义。
7.新型能源材料新型能源材料是指应用于新能源开发领域的材料，如太阳能电池材料、燃料电池材料等。
这类材料对于推动新能源技术的发展，实现能源结构的转型和优化具有重要作用。
功能材料之能源材料PPT
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常见能源材料的特性与性能
电池材料的特性与性能
电池材料种类
包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池等，每种材料具有不同的 特性与性能。
电池材料的电化学性能
包括能量密度、功率密度、循环寿命、充电速度等，直接影响电池 的储能和放电能力。
电池材料的安全性
电池材料应具有较高的安全性，无毒或低毒，不易燃烧或爆炸，以 确保使用过程中的安全。
燃料电池材料面临的挑战与前景
总结词：燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置 ，其核心是燃料电池材料。目前，燃料电池材料面临 的主要挑战是提高电化学性能和降低成本。随着技术 的不断进步，燃料电池材料的前景非常广阔，未来将 会涌现出更多的新型燃料电池材料，为人类提供更加 高效、环保的能源解决方案。
详细描述：目前，质子交换膜燃料电池是最成熟的燃料 电池技术之一，其具有较高的能量密度和较低的成本。 但是，质子交换膜燃料电池的寿命较短，且需要使用贵 金属催化剂。因此，研究人员正在开发新型燃料电池材 料，如固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池等。 这些新型燃料电池具有更高的电化学性能和更长的寿命 ，同时不需要使用贵金属催化剂。未来，随着技术的不 断进步和成本的降低，燃料电池有望在交通运输、电力 供应等领域得到广泛应用。
太阳能电池材料面临的挑战与前景
总结词
太阳能电池材料是一种重要的可再生能源材料，目前 面临的主要挑战是提高光电转换效率和降低成本。随 着技术的不断进步，太阳能电池材料的前景非常广阔 ，未来将会涌现出更多的新型太阳能电池材料，为人 类提供更加高效、环保的能源解决方案。
详细描述
目前，硅基太阳能电池是应用最广泛的太阳能电池，其 光电转换效率高、稳定性好，但是成本较高。因此，研 究人员正在开发新型太阳能电池材料，如钙钛矿太阳能 电池、染料敏化太阳能电池等，这些新型太阳能电池具 有更高的光电转换效率和更低的成本，有望成为未来的 主流太阳能电池。此外，随着技术的不断进步，太阳能 电池的集成度也将越来越高，未来将会出现更加高效、 环保的太阳能发电系统。
功能材料有哪些
功能材料有哪些功能材料是指具有特定功能、性能或特性的材料。
它们被广泛应用于各个领域，如电子、能源、医疗、环境等。
本文将介绍一些常见的功能材料及其应用领域。
1. 半导体材料半导体材料是一类在温度范围内具有中等电导率的材料。
它们在电子学中起着重要的作用，被用于制造各种电子器件，如晶体管、集成电路、太阳能电池等。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。
2. 光学材料光学材料是指具有特定的光学性能的材料。
它们能够改变光的传播、发射、吸收等特性，被广泛应用于光学器件和光学系统中。
例如，玻璃是一种常见的光学材料，它被用于制造光学透镜、光纤等。
3. 磁性材料磁性材料是指在外加磁场作用下表现出磁性的材料。
它们具有吸引或排斥磁性的特性，在电子设备、电力系统和磁存储等领域得到广泛应用。
常见的磁性材料有铁、钴、镍等。
生物材料是指用于医学和生物科学领域的材料。
它们具有生物相容性、生物活性和生物可降解等特性，被用于制造人工关节、植入物、药物传递系统等。
常见的生物材料有金属、陶瓷、聚合物等。
5. 复合材料复合材料是由两种或更多种材料组合而成的复合材料。
通过不同材料的组合，它们能够提供超过单一材料的力学、电磁、热学等性能。
复合材料被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
常见的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
6. 纳米材料纳米材料是指颗粒尺寸在1到100纳米之间的材料。
由于其特殊的性质，纳米材料在电子学、光学、医学和催化等领域具有广泛应用。
常见的纳米材料有纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜等。
7. 能源材料能源材料是指用于能量转换和存储的材料。
它们能够将一种形式的能量转化为另一种形式的能量，并在能源领域发挥重要作用。
常见的能源材料有锂离子电池材料、太阳能电池材料等。
催化材料是一类能够加速化学反应速度、降低反应温度或改善反应选择性的材料。
它们在化学工业、环境保护和能源转化中扮演着重要角色。
常见的催化材料有金属催化剂、氧化物催化剂等。
新版材料概论.pdf
价以上氧化物质（按 mol 浓度由小到大排列） ，最后为主要的玻璃生成氧化物。当玻璃中同
时包含两种以上 M2O 或 MO 氧化物时，一般按分子量从小到大排列。 用玻璃、仪器玻璃、光学玻璃、电真空玻璃）用途：应用广泛。
（ 3）（建筑玻璃、日
4.简述陶瓷的定义。按吸水率及烧结程度的不同，陶瓷器皿分成哪三类？ （1）以无机非金属天然矿物或化工产品为原料、经原料处理、成型、干燥、烧结等工序制 成的产品。（ 2）分为 {陶器、炻器、瓷器 }
物。
6、PP：聚丙烯 PE：聚乙烯 PS：聚苯乙烯 PVC：聚氯乙烯 PF：酚醛树脂 ABS：丙烯脂 -丁 二烯 -苯乙烯的共聚物 7、结晶对聚合物的性能影响：
1)结晶是高分子链规整排列，堆砌紧密，因而增强分子键间的作用力，使聚合物的密度、强 度、硬度、 耐燃性、 耐溶剂性、 耐化学腐蚀等性能得以提高， 从而改善塑料的使用性能。 2） 但结晶使高弹性、 撕裂伸长率、 抗冲击强度等性能下降； 对以弹性、 韧性为主要使用性能的 材料是不利的。
（1）天然纤维 {植物纤维、动物纤维、矿物纤维 } （2）化学纤维 {人造纤维、合成纤维、无机纤维 }
应用范围：纺织业、军事、环保、医药、建筑领域、生物科技、塑料 9.人工晶体材料的功能是什么？主要有哪些人工晶体材料？ 功能：能实现电、磁、光、声和力等能量交互和转换。 包括半导体晶体、电介质晶体、绝缘晶体、光学晶体、超硬晶体及各种敏感晶体材料等。
0.46%~0.70%C 之间。弹簧钢中加入 Si、Mn 、 Cr、 V 等，主要作用是提高钢的淬透性和回火 稳定性。
16、铬轴承钢中的含铬量以 0.40%~1.65%为宜，加入铬的主要目的是增加钢的淬透性。
17、不锈钢中主要包含 铬（ Cr）、镍（ Ni）和钛等合金元素。按组织特征，不锈钢主要分为 奥氏体型、 奥氏体 -铁素体型、铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型。
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热水袋——持续放热4~8小时
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燃料电池及其应用
内容提要
燃料电池(Fuel Cell)的基本原理及组成 燃料电池的分类 质子交换膜燃料电池的特点及研发应用现状 燃料电池的发展趋势 燃料电池汽车基本结构及特点 燃料电池汽车的研发进展
1.1燃料电池(Fuel Cell) 的基本原理
氧与碳氢化合物结合成水、CO2的简单电化学反应而发电 基本组成：电极、电解质、燃料和催化剂 催化剂，例如白金，常用来加速电化学反应
? 解决析出的方法 添加增稠剂,晶体结构改变剂和搅拌
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有机相变材料 ——石蜡
石蜡由直烷烃混合组成 常用石蜡ＰＣＭ的熔点为-12～75.9℃，熔解
热为150ｋＪ/ｋｇ到250ｋＪ/ｋｇ 优点：熔解热大，一般不过冷、不析出、性
能稳定，无腐蚀性且在有机ＰＣＭ中价格最低 缺点：导热系数小和密度小
酸酯类也是常用的有机ＰＣＭ，其性能特点与石 蜡相似
体现了恒温时间的延长 ,并可与显热和绝缘材料 区分开来 (绝缘材料只提供热温度变化梯度 )。相变 材料在热循环时 ,储存或释放潜热。
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B：相变材料特点
凝固熔化温度区间窄 相变热高 导热率高 比热大 凝固时无过冷或过冷度极小 化学性能稳定 室温下蒸汽压低
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• LTES材料的发展
近 3 0年代来 ,相变储热 (ＬＴＥＳ)的基 础理论和应用技术研究在发达国家 (如美国、 加拿大、日本、德国等 ) 得到不断发展。
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• 储能建材的要求
相变材料的热物性 (相变温度等) 相变材料与建筑材料的相容性
结合工艺: (1 )通过浸泡将相变材料渗入建材基体 ; (2 )将高密度交联键聚乙烯颗粒在熔化的相变材料 中膨胀 ; (3 )将相变材料吸入半流动性的硅石细粉 中然后渗入建材板中。 经济性
目前国内外的研究都集中在有机相变材料 ,主 要有烷烃 ,酯 ,醇和石蜡等。
能源材料
近 1 0年来 —>能 源 材 料
自从 2 0世纪 80年代出现能源危机及大量 的能源消耗导致的环境污染和温室效应 , 人们 一直在研究高效能源与节能技术,可再生环保型 能源：太阳能、风能利用技术等。
由此产生了有广阔应用前景的太阳能储热 热水器及加热器 ,太阳能空调器、燃料电池、 贮氢及氢能利用、核能电站等。
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国内研究现状
三种相变材料纯物质 :正十六烷、正十八烷、硬酯酸正 丁酯 ,分别于三种建材基体[石膏板 (不含纤维 )、石膏纤 维板及粘土砖 ]制成储能建材。
正烷烃的潜热远大于硬酯酸正丁酯，且化学性质稳定； 但硬酯酸正丁酯价格低 ,因此有一定的使用价值。 其中 正十八烷以其熔点接近空调舒适温度而在相当长的 时间内被研究者所瞩目。但其价格高 ,且渗有正十八烷 的储能建材在长时间处于相变温度以下其自由表面有严 重的结霜倾向。
主要是有机和无机共融ＰＣＭ的混合物。
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无机相变材料 ——结晶水合盐
结晶水合盐提供了从几℃至 1 0 0多℃熔点的 近70种可供选择的ＰＣＭ。 优点：价格便宜 ,体积储热密度大 ,溶解热大 ,导热 系数比有机ＰＣＭ大 ,一般呈中性。 缺点：过冷度大和易析出分离。
解决过冷度大的方法 加微粒结构与盐类结晶物相类似的成核剂和搅拌
材料科学 ,太阳能 ,航天技术 ,工程热物 理 ,建筑物空调采暖通风及工业废热利用等 领域的相互渗透与迅猛发展为ＬＴＥＳ研 究和应用创造了条件。
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• 实用化的相变材料（PCM）
种类无机ＰＣＭ 包括：结晶水合 ,熔融盐 ,金属合金和其他无机物 ; 有机类ＰＣＭ
包括：石蜡 ,酸酯和其他有机物 ; 复合ＰＣＭ
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复合相变材料
把相变材料（潜热大）与普通建筑材料相结合， 可形成一种新型复合储能建筑材料，其兼备普通建 材和相变材料两者的优点。 复合相变建材具有普通建材无法比拟的热容，对于 房间内的气温稳定及空调系统工况的平稳是非常有 利的。
------目前，采用的相变材料的潜热达到170Ｊ/ｇ 左右，而普通建材在温度变化 1℃时储存同等热量将 需要190倍相变材料的质量。
提高储热系统的相变速率 ,热效率 ,储热密 度和长期稳定型是目前面临的重要课题。
4
储热机理及特点
A：相变过程
G L； G G
相变过程中 ,材料要经历物理状态的变化，从环 境中吸热或向环境放热，材料自身的温度在相变完 成前几乎维持不变（相变温度范围很窄）。
物理状态发生变化时 , 大量相变热转移到环境 中时 ,产生了一个宽的温度平台。
2
能源材料类别
储能材料 太阳能储热加热器 ,工业余热利用储热加 热器 ,太阳能储能空调器
节能材料 高效节能电加热器及装置
能量转换材料 燃料电池 ,贮氢材料及氢能利用
核能材料 核反应堆电站
3
等。
（一）储 能 材 料 —— 相变储热(LTES)材料
• 相变储热是有效利用新能源和节能的重要途径
特点: 储热密度高 、储热放热近似等温 、 过程易控制的。
与普通电池不同的是，只要能保证燃料和氧化剂的供 给，燃料电池就可以连续不断地产生电能。
1.2燃料电池系统组成
单独的燃料电池堆是不能发电并用于汽车的，它 必需和燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热 管理系统和一个能使上述各系统协调工作的控制系统 组成燃料电池发电系统，简称燃料电池系统。 1 、燃料电池组 2、辅助装置和关键设备： (1)燃料和燃料储存器，包括碳氢化合物转化的重整器 (2)氧化剂和氧化剂存储器 (3)供给管道系统和调节系统（包括气体输送泵、热交 换器、气体分离和净化装置） (4)水和热管理系统
1.2燃料电池系统组成
燃料电池依据其电解质的性质而分为不同的类型，每类 燃料电池需要特殊的材料和燃料，且使用于其特殊的应用。 按电解质划分，燃料电池大致上可分为五类： 1质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell--PEMFC） 2碱性燃料电池（alkaline fuel cell--AFC） 3磷酸燃料电池（phosphoric acid fuel cell--PAFC） 4溶化的碳酸盐燃料电池 (molten carbonate fuel cell-MCFC) 5固态氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell--SOFC）
1.1燃料电池(Fuel Cell) 的基本原理
燃料：H2、CH4、CH3OH、CO等 氧化剂：氧气或空气 电解质：水溶液（H2SO4、H3PO4、NaOH等）、熔融盐（
NaCO3、K2CO3）、固体聚合物、固体氧化物等
发电时，阳极发生燃料的氧化反应，阴极发生氧化剂 的还原反应，电解质将两电极隔开，导电离子在电解质内 移动，电子通过外电路做功并构成电的回路。