MCFC工作原理。空气极的O2(空气)和CO2与电相结合,生成CO32-(碳酸离
),电解质将CO32-移到燃料极侧,与作为燃料供给的H 相结合,放
e-,同时生成H2O和CO2。化学反应式如
:
为此,在PAFC和PEMFC应用中必须限制燃料气
中
有的CO量,特别是对于低温工作的PEMFC更应严格地加以限制。
堆的
力由总的电压和电
的乘积决定,电
与电池中的反应面积成比。
隔板采用LaCrO3(氧化镧铬)。
磷酸燃料电池的基本组成和反应原理是:燃料气
或城市煤气添加
蒸气后送到改质
,把燃料转化成H2、CO和
蒸气的混合
,CO和
一步在移位反应
中经
媒剂转化成H2和CO2。
燃料极:H2 CO32-==H2O CO2 2e-(4)
PEMFC的隔板均由碳材料组成。
为了避免因电池的形状不同,电解质之间
膨胀差造成裂纹产生等,开发了在较低温度
工作的SOFC。
另外,MCFC的最大特
是,必须要有有助于反应的CO32-离
,因此,供给的氧化剂气
中必须
有碳酸气
。
SOFC是以陶瓷材料为主构成的,电解质通常采用ZrO2(氧化锆),它构成了O2-的导电
Y2O3(氧化钇)作为稳定化的YSZ(稳定化氧化锆)而采用。
第0239章预告无法解决的技术问题
为了获得更大的
力,隔板通常采用Ni和不锈钢来制作。
电极中燃料极采用Ni与YSZ复合多孔
构成金属陶瓷,空气极采用LaMnO3(氧化镧锰)。
有电极反应相关的电解质(通常是为Li与K混合的碳酸盐)和上
与其相接的2块电极板(燃料极与空气极),以及两电极各自外侧
通燃料气
和氧化剂气
的气室、电极夹等,电解质在MCFC约600~700℃的工作温度
呈现熔
状态的
,形成了离
导电
。
经过如此
理后的燃料气

燃料堆的负极(燃料极),同时将氧输送到燃料堆的正极(空气极)
行化学反应,借助
媒剂的作用迅速产生电能和
能。
而在燃料是煤气的
况
,其主成份CO和H2O反应生成H2,因此,可以等价地将CO作为燃料来利用。
电极为镍系的多孔质
,气室的形成采用抗蚀金属。
并且,在电池
充填
媒,从而将作为天然气主成份的CH4在电池
改质,在电池
直接生成H2的方法也已开发
来了。
空气极:CO2 12O2 2e-==CO32-(5)
在这一反应中,e-同在PAFC中的
况一样,它从燃料极被放
,通过外
的回路反回到空气极,由e-在外
回路中不间断的
动实现了燃料电池发电。
相对PAFC和PEMFC,
温型燃料电池MCFC和SOFC则不要
媒,以CO为主要成份的煤气化气
可以直接作为燃料应用,而且还
有易于利用其
质量排气构成联合循环发电等特
。
电极均采用碳的多孔
,为了促
反应,以Pt作为
媒,燃料气
中的CO将造成中毒,降低电极
能。
PAFC的电解质为
磷酸
溶
,而PEMFC电解质为质
导电
聚合
系的膜。
全
:H2 12O2==H2O(6)