基本介紹
- 中文名：聯氨空氣鹼性燃料電池
- 外文名：Hydrazine Air Alkaline Fuel Cell
- 類型：原料電池
- 原料：聯氨及氧氣
工作原理,優勢,環保,簡便,局限性,聯氨空氣鹼性燃料電池的套用,
工作原理
聯氨，又名肼（N2H4），是一種無色發煙的、具有腐蝕性和強還原性的強鹼性液體，有毒，有刺激性臭味，相對密度為1.013，沸點為113.5℃，有吸濕性，需密封在陰涼處保存。國防科技上主要用於火箭和噴氣發動機的燃料部分。在軍事上，聯氨空氣鹼性電池作為體積能量密度高、無噪音及攜帶輕便的電池電源裝置，已引起了人們越來越大的興趣。
聯氨分子結構示意圖
聯氨分子結構示意圖聯氨分子的結構示意圖如右圖所示。聯氨分子中只含有氮元素和氫元素，完全反應後只有氮氣和水。氮氣占空氣總量的79%，因而作為合成聯氨的原材料，來源廣泛。
聯氨發生電化學完全反應時，產物只有氮氣和水，DHFC的半電池反應和總反應如下式：
陽極反應：
陰極反應：
總反應：
優勢
聯氨空氣鹼性燃料電池具有燃料易運輸與儲存、重量輕、體積小、能量效率高等優點，具有廣闊的套用前景，尤其適用於攜帶型電源。
環保
聯氨發生電化學完全反應時，產物只有氮氣和水，因而反應過程較環保。
簡便
在整個電池反應中，生成物為氮氣和水，電子在外電路定向移動形成電流，氮氣和水都很容易從電池中直接排出，因此DHFC燃料電池系統設計較簡單。
局限性
與質子交換膜燃料電池不同的是，聯氨從陽極向陰極的滲透是DHFC發展的一個問題，聯氨正離子具有較高的擴散速率，這樣聯氨就很容易從陽極通過電解質滲透到陰極，這會帶來兩個負面影響：一是降低了聯氨的利用率，二是滲透過來的聯氨與氧在陰極催化劑上的反應相互競爭，在陰極形成混合電位，降低了陰極催化劑和氧的利用率，導致電池性能明顯下降。
聯氨空氣鹼性燃料電池的套用
一種新型聯氨空氣鹼性燃料電池屬封閉型，可防止討厭氣體逸入大氣。100W燃料電池電解液中的聯氨含量 為2%，採用鉑陽 極和鎳陰極，電流密度為600mA/cm3，是一種自控式實用電池。
燃料電池系統示意圖
燃料電池系統示意圖裝置在圓形套中的燃料電池可在各種位置狀態下工作。這種燃料電池特別適合用作氣象儀器的組件，空投在高山、冰山和冰川上使用。
法美合作研究開發出一種緊密(湊)型10kw聯氨空氣鹼性燃料。該裝置採用兩個隔離的電解液迴路。補充的燃 料和 氧化劑經計量進入回流中，以使反應物的濃度保持穩定。如右圖所示，用銀作過氧化氫電極，用鈷作聯氨電極。
