鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年06月06日
燃料中雜質導致電極、電解質失效的問題的處理
燃料電池(FuelCells)是一種不需要經過卡諾循環的電化學發電裝置,能量轉化率高。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能“儲電”而是一個“發電廠”。由于在能量轉換過程中,幾乎不產生污染環境的含氮和硫氧化物,燃料電池還被認為是一種環境友好的能量轉換裝置。由于具有這些優異性,燃料電池技術被認為是21世紀新型環保高效的發電技術之一。隨著研究不斷地突破,燃料電池已經在發電站、微型電源等方面開始應用。
2.基本結構
燃料電池的基本結構主要是由四部分組成,分別為陽極、陰極、電解質和外部電路。通常陽極為氫電極,陰極為氧電極。陽極和陰極上都需要含有一定量的電催化劑,用來加速電極上發生的電化學反應,兩電極之間是電解質。
3.分類
目前燃料電池的種類很多,其分類方法也有很多種。按不同方法大致分類如下:
(1)按運行機理來分類:可分為酸性燃料電池和堿性燃料電池;
(2)按電解質的種類來分類:有酸性、堿性、熔融鹽類或固體電解質;
(3)按燃料的類型來分類:有直接式燃料電池和間接式燃料電池;
(4)按燃料電池工作溫度分:有低溫型(低于200℃);中溫型(200-750℃);高溫型(高于750℃)。
4.原理
燃料電池的工作原理相對簡單,主要包括燃料氧化和氧氣還原兩個電極反應及離子傳輸過程。早期的燃料電池結構相對簡單,只需要傳輸離子的電解質和兩個固態電極。當以氫氣為燃料,氧氣為氧化劑時,燃料電池的陰陽極反應和總反應分別為:
陽極:H2→2H++2e-
陰極:1/2O2+2H++2e-→H2O
總反應:H2+1/2O2→H2O
其中,H2通過擴散達到陽極,在催化劑作用下被氧化成和e-,此后,H+通過電解液到達陰極,而電子則通過外電路帶動負載做功后也到達陰極,從而與O2發生還原反應(ORR)。
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