熔融碳酸鹽燃料電池反應方程式

1、負極反應

2CO+2CO32- -4e-=4CO2

2、正極反應

O2+ 2CO2+4e-=2CO32-

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熔融碳酸鹽燃料電池組成材料

1、電極材料

MCFC的(de)電(dian)極(ji)是H2、CO氧(yang)化和O2 還原的(de)場所(suo)，MCFC的(de)電(dian)極(ji)必須具備兩個基本(ben)條件：①保證加速(su)電(dian)化學反應(ying)，必須耐(nai)熔鹽(yan)腐蝕；②保證電(dian)解液在隔(ge)膜、陰(yin)極(ji)和陽(yang)極(ji)間(jian)的(de)良好分配，電(dian)極(ji)與隔(ge)膜必須有(you)適宜(yi)的(de)孔(kong)度相(xiang)配。

MCFC的(de)陽極電催化劑經歷了Ag、Pt、Ni，主要采用(yong)Ni-Cr合(he)金或(huo)Ni-Al合(he)金。采用(yong)Ni取代Ag和Pt是(shi)為了降低電池成(cheng)本，而(er)演變(bian)為鎳合(he)金是(shi)為了防(fang)止鎳的(de)蠕(ru)變(bian)現象。

MCFC的陰極材料有NiO、LiCOO2、LiMnO2、CuO和(he)CeO2 等(deng)，由于NiO電極在(zai)MCFC工作過程中(zhong)會緩(huan)慢溶解，同時還會被(bei)從隔(ge)膜滲透過來的氫還原(yuan)而導致電池短路(lu)，所以LiCOO2等(deng)新型陰極材料正逐漸(jian)取代NiO。

2、隔膜材料

隔(ge)膜(mo)(mo)是(shi)(shi)MCFC的核(he)心部件，必須具(ju)備(bei)高(gao)強度、耐高(gao)溫熔鹽腐蝕、浸入熔鹽電解質后能阻氣(qi)和(he)(he)具(ju)有(you)良好的離子導電性能。MCFC的隔(ge)膜(mo)(mo)材料(liao)是(shi)(shi)LiAiO2，LiAiO2粉體有(you)三種晶(jing)型，分別為α型 （六方晶(jing)系）、β型 （單斜晶(jing)系）和(he)(he)γ型 （四(si)方晶(jing)系）。外形分別為球形、針狀和(he)(he)片(pian)狀，密度則分別3.400g·cm-3、2.610g·cm-3和(he)(he)2.615g·cm-3。

3、雙極板材料

MCFC的(de)雙(shuang)極板有(you)三個主要(yao)作用：①隔開(kai)氧化劑(ji)（O2或空氣）與還原劑(ji) （天然氣、重整氣）；②提供氣體流(liu)動(dong)通道(dao)；③集(ji)流(liu)導電。MCFC的(de)雙(shuang)極板材料(liao)主要(yao)為不(bu)銹鋼和(he)各類鎳基合(he)金。

熔融碳酸鹽燃料電池的優缺點

1、優點

熔融碳酸鹽燃料電池可(ke)以采用非貴(gui)重金(jin)屬作(zuo)為催化劑，降(jiang)低了使用成本。能(neng)夠耐受CO和(he)CO2的(de)作(zuo)用，可(ke)采用富氫燃料。用鎳(Ni）或不銹(xiu)鋼(gang)作(zuo)為電(dian)池的(de)結構材料，材料容易獲得并且(qie)價格便宜。熔融碳酸鹽燃料電(dian)池為高(gao)溫型(xing)燃料電(dian)池，余熱溫度高(gao)，余熱可(ke)以充分利(li)用。

2、缺點

以Li2CO3及k2CO3混合物做成(cheng)電解質，在(zai)(zai)使用(yong)過程中會燒損和脆裂，降(jiang)低了熔融碳(tan)酸鹽(yan)(yan)燃料電池的(de)使用(yong)壽命，其(qi)強度與壽命還有待提高。在(zai)(zai)整(zheng)個化學反應過程中，CO2要循環使用(yong)，從燃料電極排出的(de)CO2要用(yong)經過催(cui)化除H2的(de)處理后，再(zai)按一定(ding)的(de)比例與空氣混合送入氧電極，CO2的(de)循環系統增加了熔融碳(tan)酸鹽(yan)(yan)燃料電池的(de)結構和控制的(de)復雜性。