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(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)是H2、CO氧化(hua)和(he)O2 還原的(de)(de)場所，MCFC的(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)必(bi)須(xu)(xu)具(ju)備兩個基本條(tiao)件：①保(bao)(bao)證(zheng)加(jia)速電(dian)(dian)化(hua)學(xue)反(fan)應，必(bi)須(xu)(xu)耐熔鹽腐蝕；②保(bao)(bao)證(zheng)電(dian)(dian)解液在(zai)隔膜、陰極(ji)和(he)陽極(ji)間的(de)(de)良好分配(pei)，電(dian)(dian)極(ji)與隔膜必(bi)須(xu)(xu)有適宜的(de)(de)孔度相配(pei)。

MCFC的陽極電催化劑(ji)經歷了(le)Ag、Pt、Ni，主要采用(yong)Ni-Cr合金(jin)(jin)(jin)或Ni-Al合金(jin)(jin)(jin)。采用(yong)Ni取(qu)代Ag和Pt是為(wei)了(le)降(jiang)低電池(chi)成本，而演變為(wei)鎳合金(jin)(jin)(jin)是為(wei)了(le)防止鎳的蠕變現(xian)象。

MCFC的(de)陰極(ji)材料(liao)有NiO、LiCOO2、LiMnO2、CuO和(he)CeO2 等(deng)，由于NiO電(dian)(dian)極(ji)在(zai)MCFC工(gong)作過程中會(hui)緩慢溶解(jie)，同時還(huan)會(hui)被從(cong)隔膜滲透(tou)過來的(de)氫還(huan)原而導致電(dian)(dian)池短路，所(suo)以(yi)LiCOO2等(deng)新型陰極(ji)材料(liao)正逐漸(jian)取(qu)代(dai)NiO。

2、隔膜材料

隔(ge)膜是(shi)MCFC的核心部件，必須具(ju)備高強度、耐(nai)高溫熔鹽腐(fu)蝕、浸入(ru)熔鹽電(dian)解質后能阻氣和(he)具(ju)有良好(hao)的離子導電(dian)性能。MCFC的隔(ge)膜材(cai)料(liao)是(shi)LiAiO2，LiAiO2粉體有三(san)種晶(jing)型，分(fen)別(bie)為(wei)α型 （六方晶(jing)系）、β型 （單斜晶(jing)系）和(he)γ型 （四方晶(jing)系）。外形(xing)分(fen)別(bie)為(wei)球形(xing)、針狀(zhuang)和(he)片狀(zhuang)，密度則(ze)分(fen)別(bie)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(ban)有(you)三個主要作用：①隔開氧化劑(ji)（O2或空氣(qi)）與還原劑(ji) （天然氣(qi)、重(zhong)整(zheng)氣(qi)）；②提(ti)供氣(qi)體流(liu)動通(tong)道；③集流(liu)導電(dian)。MCFC的雙極板(ban)材料主要為不(bu)銹鋼和各類鎳(nie)基合(he)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以采用(yong)非(fei)貴重金(jin)屬作(zuo)為催化劑(ji)，降(jiang)低了使(shi)用(yong)成本。能夠耐受(shou)CO和CO2的作(zuo)用(yong)，可采用(yong)富氫燃料。用(yong)鎳(nie)(Ni）或不(bu)銹鋼作(zuo)為電池(chi)的結構(gou)材(cai)料，材(cai)料容易(yi)獲得(de)并且價格便宜。熔融碳酸鹽燃料電池(chi)為高溫型燃料電池(chi)，余(yu)熱溫度高，余(yu)熱可以充分(fen)利用(yong)。

2、缺點

以Li2CO3及k2CO3混(hun)合(he)物做成(cheng)電(dian)解質，在使用過程(cheng)中會(hui)燒損(sun)和(he)脆裂，降低了熔(rong)融(rong)碳酸鹽(yan)燃(ran)料電(dian)池(chi)的(de)(de)使用壽命，其(qi)強度(du)與壽命還(huan)有待提(ti)高。在整個化學反應過程(cheng)中，CO2要循(xun)環(huan)使用，從燃(ran)料電(dian)極排(pai)出的(de)(de)CO2要用經過催化除H2的(de)(de)處理后，再按(an)一定的(de)(de)比例與空(kong)氣混(hun)合(he)送(song)入氧電(dian)極，CO2的(de)(de)循(xun)環(huan)系統增加(jia)了熔(rong)融(rong)碳酸鹽(yan)燃(ran)料電(dian)池(chi)的(de)(de)結構和(he)控(kong)制(zhi)的(de)(de)復雜性。