堿性燃料電池原理

使用的電解質(zhì)為水溶液或穩(wěn)定的氫氧化鉀基質(zhì)，且電化學(xué)反應(yīng)也與羥基（-OH）從陰極移動(dòng)到陽(yáng)極與氫反應(yīng)生成水和電子略有不同。這些電子是用來(lái)為外部電路提供能量，然后才回到陰極與氧和水反應(yīng)生成更多的羥基離子。

負(fù)極反應(yīng)：2H2 4OH- → 4 H2O 4e-

正極反應(yīng)：O2 2H2O 4 e- → 4OH-

堿性燃料電池的工作溫度大約80℃。因此，它們的啟動(dòng)也很快，但其電力密度卻比質(zhì)子交換膜燃料電池的密度低十來(lái)倍，在汽車中使用顯得相當(dāng)笨拙。不過(guò)，它們是燃料電池中生產(chǎn)成本最低的一種電池，因此可用于小型的固定發(fā)電裝置。

如同質(zhì)子交換膜燃料電池一樣，堿性燃料電池對(duì)能污染催化劑的一氧化碳和其它雜質(zhì)也非常敏感。此外，其原料不能含有二氧化碳，因?yàn)槎趸寄芘c氫氧化鉀電解質(zhì)反應(yīng)生成碳酸鉀，降低電池的性能。

堿性燃料電池分類

1、循環(huán)式電解質(zhì)堿性燃料電池。電解質(zhì)溶液被泵入燃料電池的堿腔，電解質(zhì)在堿腔中循環(huán)使用。這一設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于它可以隨時(shí)更換電解質(zhì)。

2、固定式電解質(zhì)堿性燃料電池。電池堆的每一個(gè)電池都有一個(gè)屬于自己的獨(dú)立的電解質(zhì)，他被放在兩個(gè)電解之間的隔膜材料里。這個(gè)設(shè)計(jì)由于其結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航天飛行器中。

3、可溶解燃料堿性燃料電池。在電解質(zhì)中混合了肼或氨這類燃料。這個(gè)設(shè)計(jì)成本低，結(jié)構(gòu)緊密，制作簡(jiǎn)單且易于補(bǔ)充燃料。

堿性燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)

（1）效率高，因?yàn)檠踉趬A性介質(zhì)中的還原反應(yīng)比其他酸性介質(zhì)高。

（2）因?yàn)槭菈A性介質(zhì)，可以用非鉑催化劑。

（3）因工作溫度低，堿性介質(zhì)，所以可以采用鎳板做雙極板。

2、缺點(diǎn)

因?yàn)殡娊赓|(zhì)為堿性，易與CO2生成K2CO3、Na2CO3沉淀，嚴(yán)重影響電池性能，所以必須除去CO2，這給其在常規(guī)環(huán)境中應(yīng)用帶來(lái)很大的困難。

堿性燃料電池的應(yīng)用

1、航天飛行器用動(dòng)力電源。

2、軍事裝備電源。

3、電動(dòng)汽車用的動(dòng)力電源。

4、民用發(fā)電裝置。

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