鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1090次 | 2019年04月10日
氫燃料電池的概述及應(yīng)用
1.1、燃料電池種類(lèi)多樣
燃料電池,是一種主要通過(guò)氧或其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng),把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的電池。
燃料電池有多種類(lèi)型,但是它們都有相同的工作模式。它們主要由三個(gè)相鄰區(qū)段組成:陽(yáng)極、電解質(zhì)和陰極。兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在三個(gè)不同區(qū)段的接口之間。兩種反應(yīng)的凈結(jié)果是燃料的消耗、水或二氧化碳的產(chǎn)生,和電流的產(chǎn)生,可以直接用于電力設(shè)備。
燃料電池按燃料類(lèi)型可分為直接型、間接型和再生型;按電解質(zhì)種類(lèi)又可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸鹽型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)、固體氧化物型燃料電池(SOFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。
20多年來(lái),燃料電池經(jīng)歷了堿性、磷酸、熔融碳酸鹽和固體氧化物等幾種類(lèi)型的發(fā)展階段,燃料電池的研究和應(yīng)用正以極快的速度在發(fā)展。在所有燃料電池中,堿性燃料電池(AFC)發(fā)展速度最快,主要為空間任務(wù),包括航天飛機(jī)提供動(dòng)力和飲用水;質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)已廣泛作為交通動(dòng)力和小型電源裝置來(lái)應(yīng)用;磷酸燃料電池(PAFC)作為中型電源應(yīng)用進(jìn)入了商業(yè)化階段,是民用燃料電池的首選;熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)也已完成工業(yè)試驗(yàn)階段;起步較晚的固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)作為發(fā)電領(lǐng)域最有應(yīng)用前景的燃料電池,是未來(lái)大規(guī)模清潔發(fā)電站的優(yōu)選對(duì)象,100kW管式SOFC電站已經(jīng)在荷蘭運(yùn)行,Siemens和三菱重工都進(jìn)行了SOFC發(fā)電系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。相比之下,SOFC、MCFC
1.2、氫燃料電池是目前發(fā)展最好的燃料電池
氫燃料電池,即使用氫氣作為燃料,利用電解水的逆反應(yīng)產(chǎn)電的一種燃料電池,是目前發(fā)展最好的燃料電池。其工作原理即:將氫氣送到電池的陽(yáng)極板,通過(guò)催化劑的作用,氫原子變成一個(gè)正電荷的氫離子和一個(gè)負(fù)電荷的電子,其中氫離子通過(guò)電解質(zhì)到達(dá)陰極板,而電子不能通過(guò)電解質(zhì),而只能通過(guò)外部電路形成電流。電子到達(dá)陰極板后,與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。