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MCFC熔融碳酸盐燃料电池实现多种交通工具电力化

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:图9-5 典型熔融碳酸盐燃料电池的原理图单个电池有两层多孔隙Ni和NiO制成的电极,即电极和隔膜。电极是由充满碳酸盐的LiAlO2材料制成。在这种情况下,阴极必须提供二氧化碳,以与氧气及电子反应形成碳酸盐离子,并形成通过电解液的离子电流。这些碳酸盐离子在阳极与燃料反应,产生电子并生成二氧化碳和水[2,3]。如上所述,这类燃料电池的工作温度高达650℃。

MCFC熔融碳酸盐燃料电池实现多种交通工具电力化

这类燃料电池使用熔融碱碳酸混合物作为电解液。工作温度超过650℃,这也就意味着可以产生大量的热。MCFC的基本结构如图9-5所示。

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图9-5 典型熔融碳酸盐燃料电池原理图

单个电池有两层多孔隙Ni和NiO制成的电极,即电极和隔膜。燃料电池组由冷却板上的单个电池组合制成[1]。电极是由充满碳酸盐的LiAlO2材料制成。在这种情况下,阴极必须提供二氧化碳,以与氧气及电子反应形成碳酸盐离子,并形成通过电解液的离子电流。在阳极,这些离子在氧气的氧化反应中消耗掉,形成水蒸气和二氧化碳,而二氧化碳重新运输到阴极。化学反应式可以写为:

阳极:H2+CO3-→H2O+CO2+2e-(www.xing528.com)

阴极:978-7-111-32495-9-Chapter09-6.jpg

总反应式:978-7-111-32495-9-Chapter09-7.jpg

一氧化碳(CO)并不直接用于电化学氧化反应,但是当和水混合的时候可以产生额外的H2。空气中的二氧化碳和氧气与来自阴极的电子转化为碳酸盐离子。这些碳酸盐离子在阳极与燃料(氢气或者一氧化碳)反应,产生电子并生成二氧化碳和水[2,3]

这种类型的燃料电池可以应用于固定电压源的场合。如上所述,这类燃料电池的工作温度高达650℃。事实上,正是在这个温度它们具有良好的导通特性。这类燃料电池效率的典型值一般为45%[1]

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