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燃料電池特點與應用

日期:2022-01-23 05:42
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摘要:
   燃料在電池中直接氧化產生電能的化學電源。電池中的活性物質不斷地從外部送入正、負電極,反應產物從電池中排出,可以連續使用。燃料電池是化學能直接轉變成電能的能量轉化機器,理論上能量轉化率為100%,實際上可達80%。
燃料電池的類型主要有:
   氫-氧燃料電池。電池的活性物質為H2(g)和O2(g);根據電解質性質的不同有酸性、堿性、熔融鹽燃料電池;按使用溫度有低溫(75~100℃)、中溫(100~500℃)、高溫(500~1000℃)型燃料電池。例如離子交換膜低溫酸性氫-氧燃料電池,燃燒電池正、負極為少量貴金屬催化劑與導電金屬網制成,將它們分別壓于離子交換膜兩側,電解液為高濃度的磷酸。
工作溫度為40~60℃。
   有機化合物燃料電池。此類電池負極活性物質為CH3OH、NH2NH2(肼)、烷烴、天然氣甚至煤炭等有機物,正極為O2或空氣等。例如甲醇-氧燃料電池,負極為含有少量貴金屬催化劑的Ni電極,正極為Ag電極或載有催化劑的活性碳電極,電解液為H2SO4或KOH溶液等.
   把外界(H2,CO,甲醇等)燃料和空氣不斷輸入,直接氧化,是化學能轉換為電能。由于燃料電池的電能轉化率高于其他方法,反應生成水,不排出有害物質,噪音低。所以有廣泛的應用前景。美國國內已有400萬座商用燃料電池發電站,新的大型燃料發電站在不斷修建。
氫氧燃料電池
2H2+O2=2H2O
電解質為鹽酸時:
負極:2H2-4e-=4H+ Ph值變小
正極:O2+4H++4e-=2H2O Ph值變大
總體溶液被稀釋,Ph值變大
電解質為KOH時:
負極:2H2-4e-+4OH-=4H2O Ph值變小
正極:O2+2H2O+4e-=4OH- Ph值變大
總體溶液被稀釋,ph值變小 
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