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燃料电池生产设备熔融碳酸盐燃料电池反应方程

燃料电池生产设备熔融碳酸盐燃料电池反应方程

作者:美尚佳美 时间:2020-01-14 20:23 人气:  返回首页

  MCFC的电极是H2、CO氧化和O2 还原的场所,MCFC的电极必须具备两个基本条件:①保证加速电化学反应,必须耐熔盐腐蚀;②保证电解液在隔膜、阴极和阳极间的良好分配,电极与隔膜必须有适宜的孔度相配。

  MCFC的阳极电催化剂经历了Ag、Pt、Ni,主要采用Ni-Cr合金或Ni-Al合金。采用Ni取代Ag和Pt是为了降低电池成本,而演变为镍合金是为了防止镍的蠕变现象。

  MCFC的阴极材料有NiO、LiCOO2、LiMnO2、CuO和CeO2 等,由于NiO电极在MCFC工作过程中会缓慢溶解,同时还会被从隔膜渗透过来的氢还原而导致电池短路,所以LiCOO2等新型阴极材料正逐渐取代NiO。

  隔膜是MCFC的核心部件,必须具备高强度、耐高温熔盐腐蚀、浸入熔盐电解质后能阻气和具有良好的离子导电性能。MCFC的隔膜材料是LiAiO2,LiAiO2粉体有三种晶型,分别为α型 (六方晶系)、β型 (单斜晶系)和γ型 (四方晶系)。外形分别为球形、针状和片状,密度则分别3.400g·cm-3、2.610g·cm-3和2.615g·cm-3。

  MCFC的双极板有三个主要作用:①隔开氧化剂(O2或空气)与还原剂 (天然气、重整气);②提供气体流动通道;③集流导电。MCFC的双极板材料主要为不锈钢和各类镍基合金。

  熔融碳酸盐燃料电池可以采用非贵重金属作为催化剂,降低了使用成本。能够耐受CO和CO2的作用,可采用富氢燃料。用镍(Ni)或不锈钢作为电池的结构材料,材料容易获得并且价格便宜。熔融碳酸盐燃料电池为高温型燃料电池,余热温度高,余热可以充分利用。

  以Li2CO3及k2CO3混合物做成电解质,在使用过程中会烧损和脆裂,降低了熔融碳酸盐燃料电池的使用寿命,其强度与寿命还有待提高。在整个化学反应过程中,CO2要循环使用,从燃料电极排出的CO2要用经过催化除H2的处理后,再按一定的比例与空气混合送入氧电极,CO2的循环系统增加了熔融碳酸盐燃料电池的结构和控制的复杂性。

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