燃料電池技術方法

燃料電池技術方法是利用氣體燃料直接把化學能轉換成電能的技術裝置。該裝置主要由燃料再生器、電池和功率調節器三個部分所構成。其發電機理為:在電池內的電解質(如KOH)中置有陽、陰兩個電極,當供應氫燃料時,陽極催化劑使H2解離成H+,並與OH-結合生成H2O和釋放電子,在外電路中形成電流;陰極催化劑使進入的氧(或空氣中的氧)從電極上取得電子,並與H2O結合成OH-,OH-又與H+結合成H2O分子。實際上這是水電解過程的逆反應。這種技術裝置具有熱利用率高(總效率可高達80%)、污染小、無噪聲、套用靈活方便等特點。雖然有關燃料電池的構想早在1839年就產生了,但因化學化工問題,尤其是腐蝕問題複雜化,至今未能大規模產業化。

從電解質所使用的材料看,至今已發展了三代:第一代為磷酸鹽型,發電效率達40%~50%,工作溫度為150~200℃,目前有可能實現商業化的就屬於這種類型,日本已建成世界上最大功率為1.1萬千瓦磷酸型水冷式燃料電池,但它有排熱溫度低的缺點;第二代為熔化碳酸鹽型,發電效率達45%~55%,工作溫度為600~700℃,對利用餘熱也有利,但需要解決耐電解質腐蝕的材料問題;第三代為固體電解質型(如氧化鋯燃料電池),發電效率可高達50%~60%,工作溫度高達1000℃,有利於綜合利用熱能,但材料技術仍然是大規模發展的障礙之一。目前已研究過的燃料,除氫氣外,還有一氧化碳、甲醇、氨、甲烷、丙烷等。為尋求高性能的激活反應物質(催化劑)和耐高溫腐蝕的電極材料以及減少熱損失和改善化工技術等,科學家們正在深入地進行基礎研究。該發電裝置有廣泛的適應性,不僅用在飛船和衛星上,也可用在遠離陸地的島嶼、高山上,還可用於賓館、飯店中。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們