氢氧燃料电池基础详解

2011-11-19 19:38:51来源: 互联网

      什么是氢氧燃料电池?

  燃料电池是很有发展前途的新的动力电源,一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料,作为负极,用空气中的氧作为正极.和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在入的,因而电池容量取决于贮存的活性物质的量;而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入的,因此,这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点,但由于成本高,系统比较复杂,仅限于一些特殊用途,如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。

  按电池结构和工作方式,氢氧燃料电池可分为离子膜、培根型和石棉膜三类。

  1.离子膜氢氧燃料电池:用阳离子交换膜作电解质的酸性燃料电池,现代采用全氟磺酸膜。电池放电时,在氧电极处生成水,通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、结构紧凑、重量轻,但离子交换膜内阻较大,放电电流密度小。

  2.培根型燃料电池:属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极(内外层孔径不同),加铂作催化剂。电解质为80%~85%的苛性钾溶液,室温下是固体,在电池工作温度(204~260°C)下为液体。这种电池能量利用率较高,但自耗电大,起动和停机需较长的时间(起动需24小时,停机17小时)。

  3.石棉膜燃料电池:也属碱性电池。氢电极由多孔镍片加铂、钯催化剂制成,氧电极是多孔银极片,两电极夹有含35%苛性钾溶液的石棉膜,再以有槽镍片紧压在两极板上作为集流器,构成气室,封装成单体电池。放电时在氢电极一边生成水,可以用循环氢的办法排出,亦可用静态排水法。这种电池的起动时间仅15分钟,并可瞬时停机。 比磷酸铁锂电池要更环保。

  氢氧燃料电池的原理

  工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(氧气)。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上,氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。

   氢氧燃料电池的优点

  1.清洁环保,产物是水;

  2.容易持续通氢气和氧气,产生持续电流;

  3.能量转换率较高,超过80%(普通燃烧能量转换率30%多);

  4.可以组合为燃料电池发电站,排放废弃物少,噪音低,绿色发电站。

  氢氧燃料电池的应用

  作为极具发展前途的新动力电源,氢氧燃料电池的应用领域是多方面的:

  1、大型电站发电

  2、便携移动电源

  3、应急电源

  4、家庭电源

  5、飞机、汽车、军舰

 

关键字:详解

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/1119/article_4719.html
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