堿性燃料電池原理

使用(yong)(yong)的電(dian)解質(zhi)為(wei)水(shui)溶液或穩定(ding)的氫(qing)氧(yang)化鉀(jia)基質(zhi)，且(qie)電(dian)化學反(fan)應(ying)(ying)也與(yu)(yu)羥基（-OH）從陰(yin)(yin)極(ji)移動到陽極(ji)與(yu)(yu)氫(qing)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)水(shui)和電(dian)子(zi)略(lve)有不同。這些電(dian)子(zi)是(shi)用(yong)(yong)來為(wei)外部電(dian)路(lu)提供能(neng)量，然后才回到陰(yin)(yin)極(ji)與(yu)(yu)氧(yang)和水(shui)反(fan)應(ying)(ying)生(sheng)成(cheng)更(geng)多的羥基離(li)子(zi)。

負極反應：2H2 + 4OH- → 4 H2O + 4e-

正極反應(ying)：O2 + 2H2O + 4 e- → 4OH-

堿(jian)性燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的工作溫度(du)大約(yue)80℃。因(yin)此(ci)，它(ta)們(men)的啟動也(ye)很快，但其(qi)電(dian)(dian)力(li)密度(du)卻比質子交換(huan)膜燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的密度(du)低(di)十來倍，在汽車中使用顯得相當(dang)笨拙。不過，它(ta)們(men)是燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)中生產(chan)成(cheng)本最低(di)的一種電(dian)(dian)池(chi)(chi)，因(yin)此(ci)可用于小型的固定發電(dian)(dian)裝置。

如同質子交換膜燃料(liao)電(dian)(dian)池一(yi)樣，堿(jian)性燃料(liao)電(dian)(dian)池對能(neng)污染催化(hua)(hua)劑的一(yi)氧化(hua)(hua)碳和其(qi)(qi)它雜(za)質也非(fei)常敏感。此外，其(qi)(qi)原料(liao)不能(neng)含有二(er)氧化(hua)(hua)碳，因為(wei)二(er)氧化(hua)(hua)碳能(neng)與氫(qing)氧化(hua)(hua)鉀(jia)電(dian)(dian)解質反(fan)應(ying)生(sheng)成碳酸鉀(jia)，降低電(dian)(dian)池的性能(neng)。

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堿性燃料電池分類

1、循環式電(dian)解(jie)質堿(jian)性燃料電(dian)池。電(dian)解(jie)質溶液(ye)被泵入燃料電(dian)池的堿(jian)腔(qiang)，電(dian)解(jie)質在堿(jian)腔(qiang)中循環使(shi)用(yong)。這一設(she)計的優點在于(yu)它可以隨時更換電(dian)解(jie)質。

2、固(gu)定式(shi)電(dian)解(jie)質堿性(xing)燃料電(dian)池(chi)(chi)。電(dian)池(chi)(chi)堆的每一(yi)個(ge)電(dian)池(chi)(chi)都有一(yi)個(ge)屬于(yu)自己的獨立的電(dian)解(jie)質，他(ta)被(bei)放(fang)在兩(liang)個(ge)電(dian)解(jie)之間的隔膜材料里。這個(ge)設計由于(yu)其結構的簡(jian)單性(xing)，現已(yi)廣泛應(ying)用于(yu)航天飛(fei)行器中。

3、可溶解(jie)(jie)燃料(liao)堿性燃料(liao)電(dian)池(chi)。在電(dian)解(jie)(jie)質中混(hun)合(he)了(le)肼或氨這類燃料(liao)。這個設計成本低，結(jie)構緊密，制作簡單且易于補(bu)充燃料(liao)。

堿性燃料電池的優缺點

1、優點

（1）效率(lv)高，因為氧在堿(jian)性(xing)介(jie)質中的還原反應比(bi)其他酸性(xing)介(jie)質高。

（2）因為是(shi)堿性介質，可以用(yong)非鉑催化(hua)劑(ji)。

（3）因工作溫度(du)低，堿(jian)性介(jie)質，所(suo)以(yi)可以(yi)采(cai)用鎳(nie)板(ban)做雙極(ji)板(ban)。

2、缺點

因為電解質為堿性，易(yi)與CO2生(sheng)成K2CO3、Na2CO3沉淀，嚴重(zhong)影響電池性能，所以必(bi)須(xu)除(chu)去(qu)CO2，這給其在常規環境中應(ying)用帶來很大的(de)困難。

堿性燃料電池的應用

1、航天飛行器用動(dong)力(li)電源。

2、軍事(shi)裝備電源(yuan)。

3、電動汽車用的動力電源。

4、民用發電裝(zhuang)置。