熔融碳酸鹽燃料電池反應方程式

1、負極反應

2CO+2CO32- -4e-=4CO2

2、正極反應

O2+ 2CO2+4e-=2CO32-

該圖片由注冊用戶"橘子de殿堂"提供，版權聲明反饋

熔融碳酸鹽燃料電池組成材料

1、電極材料

MCFC的電(dian)極是H2、CO氧(yang)化和O2 還原的場所，MCFC的電(dian)極必須(xu)(xu)具備(bei)兩個基(ji)本條(tiao)件：①保(bao)證(zheng)加(jia)速電(dian)化學反應，必須(xu)(xu)耐熔(rong)鹽腐蝕；②保(bao)證(zheng)電(dian)解液在(zai)隔膜、陰極和陽極間(jian)的良好分配(pei)，電(dian)極與隔膜必須(xu)(xu)有適宜的孔度相配(pei)。

MCFC的(de)陽(yang)極電催化劑經歷了Ag、Pt、Ni，主(zhu)要采(cai)用(yong)Ni-Cr合(he)金或Ni-Al合(he)金。采(cai)用(yong)Ni取代Ag和(he)Pt是(shi)為了降(jiang)低電池成本(ben)，而演(yan)變為鎳(nie)合(he)金是(shi)為了防止鎳(nie)的(de)蠕變現(xian)象(xiang)。

MCFC的陰極(ji)(ji)材(cai)(cai)料有NiO、LiCOO2、LiMnO2、CuO和CeO2 等(deng)，由于NiO電極(ji)(ji)在MCFC工作過程中會緩慢溶解，同時(shi)還會被從隔膜(mo)滲透過來的氫(qing)還原而導致電池短路，所以LiCOO2等(deng)新型陰極(ji)(ji)材(cai)(cai)料正逐漸(jian)取(qu)代NiO。

2、隔膜材料

隔(ge)膜是MCFC的核(he)心部件，必(bi)須(xu)具備高(gao)強度、耐高(gao)溫熔鹽腐蝕(shi)、浸入(ru)熔鹽電解質后能(neng)阻(zu)氣和(he)具有良(liang)好的離子導電性能(neng)。MCFC的隔(ge)膜材料是LiAiO2，LiAiO2粉體有三種晶(jing)(jing)型(xing)(xing)，分別為α型(xing)(xing) （六方晶(jing)(jing)系(xi)）、β型(xing)(xing) （單斜晶(jing)(jing)系(xi)）和(he)γ型(xing)(xing) （四(si)方晶(jing)(jing)系(xi)）。外形(xing)分別為球(qiu)形(xing)、針狀和(he)片狀，密度則分別3.400g·cm-3、2.610g·cm-3和(he)2.615g·cm-3。

3、雙極板材料

MCFC的雙極板有三個主(zhu)要(yao)(yao)作用：①隔開(kai)氧(yang)化劑（O2或空(kong)氣(qi)）與(yu)還原劑 （天(tian)然氣(qi)、重整氣(qi)）；②提供氣(qi)體流(liu)動(dong)通(tong)道；③集流(liu)導電。MCFC的雙極板材(cai)料主(zhu)要(yao)(yao)為不(bu)銹鋼和各類鎳基合金。

熔融碳酸鹽燃料電池的優缺點

1、優點

熔融碳酸鹽燃料電池可(ke)以采用(yong)非貴重金(jin)屬作為催化劑，降低了使用(yong)成本。能夠耐受CO和CO2的(de)(de)作用(yong)，可(ke)采用(yong)富氫燃料。用(yong)鎳(nie)(Ni）或(huo)不銹鋼作為電池的(de)(de)結構材(cai)料，材(cai)料容易獲(huo)得(de)并且(qie)價格便宜。熔融碳酸鹽燃料電池為高溫型燃料電池，余(yu)熱溫度高，余(yu)熱可(ke)以充分(fen)利用(yong)。

2、缺點

以Li2CO3及k2CO3混合物做成電解(jie)質，在使(shi)(shi)用(yong)過程(cheng)中(zhong)會燒損和脆裂(lie)，降(jiang)低了(le)熔(rong)融碳酸(suan)鹽燃料(liao)電池(chi)的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)壽命(ming)，其強(qiang)度(du)與壽命(ming)還有待提(ti)高(gao)。在整個(ge)化學反(fan)應過程(cheng)中(zhong)，CO2要循環使(shi)(shi)用(yong)，從燃料(liao)電極排(pai)出(chu)的(de)(de)CO2要用(yong)經過催化除(chu)H2的(de)(de)處理后，再按(an)一定的(de)(de)比例與空氣混合送(song)入氧電極，CO2的(de)(de)循環系統增加了(le)熔(rong)融碳酸(suan)鹽燃料(liao)電池(chi)的(de)(de)結(jie)構和控制的(de)(de)復雜性。