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1.

電子ブック

EB
Andrew L Dicks, David A.J. Rand
出版情報: [Hoboken, N.J.] : Wiley Online Library, 2018  1 online resource (xxviii, 460 p.)
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2.

図書

図書
Andrew L. Dicks, David A. J. Rand
出版情報: Chichester : Wiley, 2018  xxviii, 460 p. ; 26 cm
所蔵情報: loading…
3.

図書

図書
James Larminie, Andrew Dicks
出版情報: Chichester : Wiley, c2003  xxii, 406 p. ; 26 cm
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Preface
Foreword to the first edition / 1:
Introduction
Acknowledgements / 2:
Efficiency and Open Circuit Voltage
Abbreviations / 3:
Operational Fuel Cell Voltages
Symbols / 4:
Proton Exchange Membrane Fuel Cells
Alkaline Electrolyte Fuel Cells / 5:
Medium and High Temperature Fuel cells / 6:
Hydrogen Fuel Cells--Basic Principles / 7:
Fuelling fuel cells
Compressors, Turbines, Ejectors, Fans, Blowers and Pumps / 1.2:
What Limits the Current?
Delivering Fuel Cell Power / 9:
Connecting Cells in Series--the Bipolar Plate / 10:
Change in Molar Gibbs Free Energy Calculations
Useful Fuel Cell Equations / 1.4:
Gas Supply and Cooling
Index / 12:
Fuel Cell Types
Other Cells--Some Fuel Cells, Some Not / 1.6:
Biological fuel cells / 1.6.1:
Metal/air cells / 1.6.2:
Redox flow cells or regenerative fuel cells / 1.6.3:
Other Parts of a Fuel Cell System / 1.7:
Figures Used to Compare Systems / 1.8:
Advantages and Applications / 1.9:
References
Energy and the EMF of the Hydrogen Fuel Cell / 2.1:
The Open Circuit Voltage of Other Fuel Cells and Batteries / 2.2:
Efficiency and Efficiency Limits / 2.3:
Efficiency and the Fuel Cell Voltage / 2.4:
The Effect of Pressure and Gas Concentration / 2.5:
The Nernst equation / 2.5.1:
Hydrogen partial pressure / 2.5.2:
Fuel and oxidant utilisation / 2.5.3:
System pressure / 2.5.4:
An application--blood alcohol measurement / 2.5.5:
Summary / 2.6:
Terminology / 3.1:
Fuel Cell Irreversibilities--Causes of Voltage Drop / 3.3:
Activation Losses / 3.4:
The Tafel equation / 3.4.1:
The constants in the Tafel equation / 3.4.2:
Reducing the activation overvoltage / 3.4.3:
Summary of activation overvoltage / 3.4.4:
Fuel Crossover and Internal Currents / 3.5:
Ohmic Losses / 3.6:
Mass Transport or Concentration Losses / 3.7:
Combining the Irreversibilities / 3.8:
The Charge Double Layer / 3.9:
Distinguishing the Different Irreversibilities / 3.10:
Overview / 4.1:
How the Polymer Electrolyte Works / 4.2:
Electrodes and Electrode Structure / 4.3:
Water Management in the PEMFC / 4.4:
Overview of the problem / 4.4.1:
Airflow and water evaporation / 4.4.2:
Humidity of PEMFC air / 4.4.3:
Running PEM fuel cells without extra humidification / 4.4.4:
External humidification--principles / 4.4.5:
External humidification--methods / 4.4.6:
PEM Fuel Cell Cooling and Air Supply / 4.5:
Cooling using the cathode air supply / 4.5.1:
Separate reactant and cooling air / 4.5.2:
Water cooling of PEM fuel cells / 4.5.3:
PEM Fuel Cell Connection--the Bipolar Plate / 4.6:
Flow field patterns on the bipolar plates / 4.6.1:
Making bipolar plates for PEM fuel cells / 4.6.3:
Other topologies / 4.6.4:
Operating Pressure / 4.7:
Outline of the problem / 4.7.1:
Simple quantitative cost/benefit analysis of higher operating pressures / 4.7.2:
Other factors affecting choice of pressure / 4.7.3:
Reactant Composition / 4.8:
Carbon monoxide poisoning / 4.8.1:
Methanol and other liquid fuels / 4.8.2:
Using pure oxygen in place of air / 4.8.3:
Example Systems / 4.9:
Small 12-W system / 4.9.1:
Medium 2-kW system / 4.9.2:
205-kW fuel cell engine / 4.9.3:
Historical Background and Overview / 5.1:
Basic principles / 5.1.1:
Historical importance / 5.1.2:
Main advantages / 5.1.3:
Types of Alkaline Electrolyte Fuel Cell / 5.2:
Mobile electrolyte / 5.2.1:
Static electrolyte alkaline fuel cells / 5.2.2:
Dissolved fuel alkaline fuel cells / 5.2.3:
Operating Pressure and Temperature / 5.3:
Electrodes for Alkaline Electrolyte Fuel Cells / 5.4:
Sintered nickel powder / 5.4.1:
Raney metals / 5.4.3:
Rolled electrodes / 5.4.4:
Cell Interconnections / 5.5:
Problems and Development / 5.6:
Direct Methanol Fuel Cells
Anode Reaction and Catalysts / 6.1:
Overall DMFC reaction / 6.2.1:
Anode reactions in the alkaline DMFC / 6.2.2:
Anode reactions in the PEM direct methanol FC / 6.2.3:
Anode fuel feed / 6.2.4:
Anode catalysts / 6.2.5:
Electrolyte and Fuel Crossover / 6.3:
How fuel crossover occurs / 6.3.1:
Standard techniques for reducing fuel crossover / 6.3.2:
Fuel crossover techniques in development / 6.3.3:
Cathode Reactions and Catalysts / 6.4:
Methanol Production, Storage, and Safety / 6.5:
Methanol production / 6.5.1:
Methanol safety / 6.5.2:
Methanol compared to ethanol / 6.5.3:
Methanol storage / 6.5.4:
Direct Methanol Fuel Cell Applications / 6.6:
Medium and High Temperature Fuel Cells
Common Features / 7.1:
An introduction to fuel reforming / 7.2.1:
Fuel utilisation / 7.2.2:
Bottoming cycles / 7.2.3:
The use of heat exchangers--exergy and pinch technology / 7.2.4:
The Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC) / 7.3:
How it works / 7.3.1:
Performance of the PAFC / 7.3.2:
Recent developments in PAFC / 7.3.3:
The Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) / 7.4:
Implications of using a molten carbonate electrolyte / 7.4.1:
Cell components in the MCFC / 7.4.3:
Stack configuration and sealing / 7.4.4:
Internal reforming / 7.4.5:
Performance of MCFCS / 7.4.6:
Practical MCFC systems / 7.4.7:
The Solid Oxide Fuel Cell / 7.5:
SOFC components / 7.5.1:
Practical design and stacking arrangements for the SOFC / 7.5.3:
SOFC performance / 7.5.4:
SOFC combined cycles, novel system designs and hybrid systems / 7.5.5:
Intermediate temperature SOFCs / 7.5.6:
Fuelling Fuel Cells
Fossil Fuels / 8.1:
Petroleum / 8.2.1:
Petroleum in mixtures: tar sands, oil shales, gas hydrates, and LPG / 8.2.2:
Coal and coal gases / 8.2.3:
Natural gas / 8.2.4:
Bio-Fuels / 8.3:
The Basics of Fuel Processing / 8.4:
Fuel cell requirements / 8.4.1:
Desulphurisation / 8.4.2:
Steam reforming / 8.4.3:
Carbon formation and pre-reforming / 8.4.4:
Direct hydrocarbon oxidation / 8.4.5:
Partial oxidation and autothermal reforming / 8.4.7:
Hydrogen generation by pyrolysis or thermal cracking of hydrocarbons / 8.4.8:
Further fuel processing--carbon monoxide removal / 8.4.9:
Practical Fuel Processing--Stationary Applications / 8.5:
Conventional industrial steam reforming / 8.5.1:
System designs for natural gas fed PEMFC and PAFC plants with steam reformers / 8.5.2:
Reformer and partial oxidation designs / 8.5.3:
Practical Fuel Processing--Mobile Applications / 8.6:
General issues / 8.6.1:
Methanol reforming for vehicles / 8.6.2:
Micro-scale methanol reactors / 8.6.3:
Gasoline reforming / 8.6.4:
Electrolysers / 8.7:
Operation of electrolysers / 8.7.1:
Applications of electrolysers / 8.7.2:
Electrolyser efficiency / 8.7.3:
Generating at high pressure / 8.7.4:
Photo-electrolysis / 8.7.5:
Biological Production of Hydrogen / 8.8:
Photosynthesis / 8.8.1:
Hydrogen production by digestion processes / 8.8.3:
Hydrogen Storage I--Storage as Hydrogen / 8.9:
Introduction to the problem / 8.9.1:
Safety / 8.9.2:
The storage of hydrogen as a compressed gas / 8.9.3:
Storage of hydrogen as a liquid / 8.9.4:
Reversible metal hydride hydrogen stores / 8.9.5:
Carbon nanofibres / 8.9.6:
Storage methods compared / 8.9.7:
Hydrogen Storage II--Chemical Methods / 8.10:
Methanol / 8.10.1:
Alkali metal hydrides / 8.10.3:
Sodium borohydride / 8.10.4:
Ammonia / 8.10.5:
Compressors, Turbines, Ejectors, Fans, Blowers, and Pumps / 8.10.6:
Compressors--Types Used / 9.1:
Compressor Efficiency / 9.3:
Compressor Power / 9.4:
Compressor Performance Charts / 9.5:
Performance Charts for Centrifugal Compressors / 9.6:
Compressor Selection--Practical Issues / 9.7:
Turbines / 9.8:
Turbochargers / 9.9:
Ejector Circulators / 9.10:
Fans and Blowers / 9.11:
Membrane/Diaphragm Pumps / 9.12:
DC Regulation and Voltage Conversion / 10.1:
Switching devices / 10.2.1:
Switching regulators / 10.2.2:
Inverters / 10.3:
Single phase / 10.3.1:
Three phase / 10.3.2:
Regulatory issues and tariffs / 10.3.3:
Power factor correction / 10.3.4:
Electric Motors / 10.4:
General points / 10.4.1:
The induction motor / 10.4.2:
The brushless DC motor / 10.4.3:
Switched reluctance motors / 10.4.4:
Motors efficiency / 10.4.5:
Motor mass / 10.4.6:
Fuel Cell/Battery or Capacitor Hybrid Systems / 10.5:
Fuel Cell Systems Analysed
Energy Systems / 11.1:
Well-To-Wheels Analysis / 11.3:
Importance of well-to-wheels analysis / 11.3.1:
Well-to-tank analysis / 11.3.2:
Main conclusions of the GM well-to-wheels study / 11.3.3:
Power-Train or Drive-Train Analysis / 11.4:
Example System I--PEMFC Powered Bus / 11.5:
Example System II--Stationary Natural Gas Fuelled System / 11.6:
Flow sheet and conceptual systems designs / 11.6.1:
Detailed engineering designs / 11.6.3:
Further systems analysis / 11.6.4:
Closing Remarks / 11.7:
Hydrogen Fuel Cell / Appendix 1:
The Carbon Monoxide Fuel Cell / A1.2:
Oxygen and Air Usage / Appendix 2:
Air Exit Flow Rate / A2.3:
Hydrogen Usage / A2.4:
Water Production / A2.5:
Heat Produced / A2.6:
Preface
Foreword to the first edition / 1:
Introduction
4.

図書

東工大
目次DB

図書
東工大
目次DB
James Larminie, Andrew Dicks共著 ; 槌屋治紀訳
出版情報: 東京 : オーム社, 2004.10  xvi, 525p ; 21cm
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まえがき ⅲ
第1版への序言 v
謝辞 ⅶ
第1章 イントロダクション 1
   1.1 水素燃料電池-基本原理 2
   1.2 電流を制限するのは何か 6
   1.3 セルを直列にする-バイポーラ・プレート 9
   1.4 ガスの供給と冷却 12
   1.5 燃料電池のタイプ 17
   1.6 その他の電池-燃料電池とそうでないものと 21
   1.6.1 生物学的燃料電池 21
   1.6.2 金属空気電池 21
   1.6.3 レドックスフロー電池または再生型燃料電池 22
   1.7 燃料電池システムのほかの部分 24
   1.8 システムを比較するための数値 27
   1.9 利点と応用 29
   参考文献 30
第2章 効率と開回路電圧 31
   2.1 エネルギーと水素燃料電池のEMF 32
   2.2 他の燃料電池と電池の開回路電圧 37
   2.3 効率と効率の限界 39
   2.4 効率と燃料電池の電圧 43
   2.5 圧力とガスの濃度の影響 44
   2.5.1 ネルンストの公式 44
   2.5.2 水素の分圧 48
   2.5.3 燃料と酸化剤の利用 49
   2.5.4 システム圧力 50
   2.5.5 応用-血中アルコール濃度測定 51
   2.6 要約 52
   参考文献 53
第3章 燃料電池の動作電圧 55
   3.1 イントロダクション 56
   3.2 用語法 58
   3.3 燃料電池の非可逆性-電圧降下の原因 59
   3.4 活性化損失 60
   3.4.1 タフェルの式 60
   3.4.2 タフェルの式中の定数 61
   3.4.3 活性化過電圧を下げる 64
   3.4.4 活性化過電圧のまとめ 65
   3.5 燃料クロスオーバーと内部電流 66
   3.6 オーム損失 69
   3.7 物貿輸送損失または濃度損失 70
   3.8 非可逆性の結合 73
   3.9 電気二重層 75
   3.10 各種の非可逆性の識別 77
   参考文献 81
第4章 固体高分子型燃料電池 83
   4.1 概要 84
   4.2 高分子電解質はどのように動作するか 86
   4.3 電極と電極構造 90
   4.4 固体高分子型燃料電池の水分管理 94
   4.4.1 問題の概要 94
   4.4.2 空気流と水分の蒸発 96
   4.4.3 PEMFCの空気の湿度 100
   4.4.4 余分に加湿をしないPEMFCの運転 103
   4.4.5 外部加湿-原理 106
   4.4.6 外部加湿-いくつかの方法 109
   4.5 固体高分子型燃料電池の冷却と空気供給 112
   4.5.1 陰極供給空気を利用する冷却 112
   4.5.2 反応用空気と冷却用空気の分離 113
   4.5.3 PEMFCの水冷 116
   4.6 固体高分子型燃料電池の結合-バイポーラ・プレート 117
   4.6.1 イントロダクション 117
   4.6.2 バイポーラ・プレート上の流路パターン 118
   4.6.3 PEMFCのバイポーラ・プレート製造法 120
   4.6.4 その他の形式 125
   4.7 動作圧力 128
   4.7.1 問題の概要 128
   4.7.2 高い動作圧力についての簡単な定量的コスト/便益の分析 130
   4.7.3 圧力の選択に影響する他の要素 135
   4.8 反応物質の構成 138
   4.8.1 一酸化炭素被毒 138
   4.8.2メタノールと他の液体燃料 140
   4.8.3 空気の代わりに純粋酸素を用いる 140
   4.9 システムの例 141
   4.9.1 小型12Wシステム 141
   4.9.2 中型2kWシステム 144
   4.9.3 205kW燃料電池エンジン 146
   参考文献 147
第5章 アルカリ電解質燃料電池 151
   5.1 歴史的背景と概要 152
   5.1.1 基本的原理 152
   5.1.2 歴史的重要性 152
   5.1.3 主要な利点 155
   5.2 アルカリ電解質燃料電池の種類 156
   5.2.1 動く電解質のAFC 156
   5.2.2 静止した電解質のAFC 159
   5.2.3 溶解した燃料のAFC 161
   5.3 動作圧力と温度 165
   5.4 アルカリ電解質燃料電池の電極 168
   5.4.1 イントロダクション 168
   5.4.2 焼結ニッケル粉末 168
   5.4.3 ラネー・メタル 169
   5.4.4 ロール型電極 169
   5.5 セル間結合 171
   5.6 アルカリ電解霞燃料電池の問題と発展 172
   参考文献 174
第6章 ダイレクト・メタノール燃料電池 175
   6.1 イントロダクション 176
   6.2 陽極反応と触媒 179
   6.2.1 DMFCの全体反応 179
   6.2.2 アルカリDMFCの陽極反応 179
   6.2.3 PEMダイレクト・メタノールFCの陽極反応 180
   6.2.4 陽極への燃料供給 182
   6.2.5 陽極の触媒 184
   6.3 電解質と燃料クロスオーバー 186
   6.3.1 燃料クロスオーバーはどのようにして起きるか 186
   6.3.2 クロスオーバーを減らす標準的手法 187
   6.3.3 開発中の燃料クロスオーバーの減少法 188
   6.4 陰極反応と触媒 190
   6.5 メタノールの生産、貯蔵、安全性 190
   6.5.1 メタノールの生産 190
   6.5.2 メタノールの安全性 192
   6.5.3 メタノールとエタノールの比較 196
   6.5.4 メタノール貯蔵 197
   6.6 ダイレクト・メタノール燃料電池の応用 197
   参考文献 202
第7章 中高温燃料電池 205
   7.1 イントロダクション 206
   7.2 共通の特徴 208
   7.2.1 燃料の改質 208
   7.2.2 燃料の利用 210
   7.2.3 ボトミング・サイクル 213
   7.2.4 熱交換器の利用-エクセルギーとピンチ・テクノロジー 220
   7.3 リン酸型燃料電池(PAFC) 224
   7.3.1 動作 224
   7.3.2 PAFCの性能 230
   7.3.3 PAFCの最近の発展 234
   7.4 溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC) 237
   7.4.1 動作 237
   7.4.2 溶融炭酸塩電解質を利用する意味 241
   7.4.3 MCFCのセル構成部品 242
   7.4.4 スタック構造とシーリング 248
   7.4.5 内部改質 250
   7.4.6 MCFCの性能 253
   7.4.7 実際のMCFCシステム 257
   7.5 固体酸化物型燃料電池(SOFC) 263
   7.5.1 動作 263
   7.5.2 SOFCの構成部品 265
   7.5.3 SOFCの現実的な設計とスタック配置 271
   7.5.4 SOFCの性能 278
   7.5.5 SOFC複合サイクルと斬新なシステム設計およびハイブリッド・システム 280
   7.5.6 中温度SOFC 285
   参考文献 287
第8章 燃料電池への燃料供給 291
   8.1 イントロダクション 292
   8.2 化石燃料 295
   8.2.1 石油 295
   8.2.2 石油の混合物 : タールサンド、オイルシェル、ガス・ハイドレート、LPG 297
   8.2.3 石炭と石炭ガス 298
   8.2.4 天然ガス 300
   8.3 バイオ燃料 302
   8.4 燃料処理の基礎 304
   8.4.1 燃料電池の要求 304
   8.4.2 脱硫 305
   8.4.3 水蒸気改質5 307
   8.4.4 炭素析出と予備改質 311
   8.4.5 内部改質 314
   8.4.6 炭化水素の直接的酸化 316
   8.4.7 部分酸化改質とオートサーマル改質 317
   8.4.8 炭化水素の熱分解あるいはサーマル・クラッキングによる水素生成 319
   8.4.9 ざらなる燃料処理-一酸化炭素の除去 320
   8.5 実際の燃料処理-定置式利用 323
   8.5.1 既存の工業的水蒸気改質 323
   8.5.2 天然ガスを供給する水蒸気改質器付きPEMFCとPAFCプラントのシステム設計 324
   8.5.3 改質器と部分酸化設計 328
   8.6 実際の燃料処理-自動車への応用 337
   8.6.1 一般的問題 337
   8.6.2 自動車用メタノール改質 338
   8.6.3 マイクロスケールのメタノール反応器 342
   8.6.4 ガソリン改質 344
   8.7 電気分解装置 346
   8.7.1 電気分解の動作 346
   8.7.2 電気分解装置の応用 347
   8.7.3 電気分解の効率 348
   8.7.4 高圧の電気分解 349
   8.7.5 光-電気分解 352
   8.8 生物学的水素生産 352
   8.8.1 イントロダクション 352
   8.8.2 光合成 353
   8.8.3 消化プロセスによる水素発生 356
   8.9 水素の貯蔵Ⅰ-水素のまま貯蔵 357
   8.9.1 問題へのイントロダクション 357
   8.9.2 安全性 358
   8.9.3 圧縮水素の貯蔵 361
   8.9.4 液体水素の貯蔵 363
   8.9.5 可逆的メタル・ハイドライドの水素貯蔵 367
   8.9.6 カーボン・ナノファイバの水素貯蔵 370
   8.9.7 水素貯蔵方法の比較 375
   8.10 水素の貯蔵Ⅱ-化学的方法 375
   8.10.1 イントロダクション 375
   8.10.2 メタノール 376
   8.10.3 アルカリ・メタル・ハイドライド 379
   8.10.4 水素化ホウ素ナトリウム 381
   8.10.5 アンモニア 386
   8.10.6 水素貯蔵方法の比較 391
   参考文献 391
第9章 コンプレッサ、タービン、イジェクタ、ファン、ブロワ、ポンプ 397
   9.1 イントロダクション 398
   9.2 コンプレッサ-利用されるタイプ 399
   9.3 コンプレッサの効率 402
   9.4 コンプレッサ動力 405
   9.5 コンプレッサ性能チャート 405
   9.6 遠心コンプレッサの性能チャート 409
   9.7 コンプレッサの選択-実際の問題 411
   9.8 タービン 413
   9.9 ターボチャージャー 417
   9.1O イジエクタ・サーキュレータ 418
   9.11 ファンとブロワ 420
   9.12 膜/ダイアフラム・ポンプ 422
   参考文献 424
第10章 燃料電池パワーの伝達 425
   10.1 イントロダクション 426
   10.2 DCレギユレータと電圧変換 427
   10.2.1 スイッチング機器 427
   10.2.2 スイッチング・レギュレータ 430
   10.3 インバータ 436
   10.3.1 単相インバータ 436
   10.3.2 3相インバータ 442
   10.3.3 規制の問題と料金 445
   10.3.4 力率調整 447
   10.4 電気モータ 448
   10.4.1 一般的事項 448
   10.4.2 誘導モータ 449
   10.4.3 ブラシレスDCモータ 452
   10.4.4 スイッチド・リラクタンス・モータ 456
   10.4.5 モータの効率 460
   10.4.6 モータの質量 462
   10.5 バッテリまたはキャパシタ/燃料電池ハイブリッド・システム 464
   参考文献 470
第11章 燃料電池システムの分析 471
   11.1 イントロダクション 472
   11.2 エネルギー・システム 473
   11.3 油井から車輪までの分析 475
   11.3.1 油井から車輪までの分析の重要性 475
   11.3.2 油井からタンクまでの分析 476
   11.3.3 GMの油井から車輪までの研究の主要な結論 478
   11.4 パワー・トレインまたはドライブ・トレイン分析 480
   11.5 システムの例1-PEMFC駆動バス 482
   11.6 システムの例2-定置型天然ガス供給システム 489
   11.6.1 イントロダクション 489
   11.6.2 フローシートとコンセプト・システム設計 490
   11.6.3 詳細な工学的設計 496
   11.6.4 さらなるシステム分析 497
   11.7 おわりに 499
   参考文献 499
付録 501
   付録1 モル当たりギブスの自由エネルギー変化の計算 502
   A1.1 水素燃料電池 502
   A1.2 一酸化炭素燃料電池 504
   参考文献 506
   付録2 便利な燃料電池の式 507
   A2.1 イントロダクション 507
   A2.2 酸素と空気の使用量 508
   A2.3 出口空気流量 509
   A2.4 水素使用量 510
   A2.5 水の生成 511
   A2.6 発生する熱 512
   付録3 本書で使用している略語と記号 514
訳者あとがき 520
索引 521
まえがき ⅲ
第1版への序言 v
謝辞 ⅶ
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