固体氧化物燃料电池.doc

羈固体氧化物燃料电池聿燃料电池又叫连续电池,它在等温条件下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转变为电能莄燃料电池的发电原理:阳极进行燃料的氧化过程,阴极进行氧化剂的还原过程,导电离子在电解质内迁移,电子通过外电路做功并构成电的回路。螁燃料电池的工作方式:燃料电池的燃料和氧化剂不是储存在电池内,而是储存在电池外的储罐中。当电池发电时需要连续不断地向电池内输送燃料和氧化剂,排除产物和废热。肁燃料电池的组成:腿(1)电极。为多孔结构,可由具有电化学催化活性的材料制成,也可以只作为电化学反应的载体和反应电流的传导体。螅(2)电解质。通常为固态或液态,但也有关于NH3气氛中NH4Cl电解质的研究。电解质的状态取决于电池的使用条件。蒃(3)燃料。可以是气态(氢气等)或液态(甲醇等),在极少数情况下也可以是固态(碳)。螀(4)氧化剂。选择比较方便,纯氧、空气或卤素都可以胜任,而空气是最便宜的。腿燃料电池的特点:可长时间不间断地工作——这使燃料电池兼具普通化学电源能量转换效率高和常规发电机组连续工作时间长的两种优势。膆高效——它不通过热机过程,不受卡诺循环的限制,其能量转化效率在40-60%;如果实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上。羁环境友好——以纯氢为燃料时,燃料电池的化学反应物仅为水;以富氢气体为燃料时,其二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。蕿安静——燃料电池运动部件很少,工作时安静,噪声很低。芈可靠性高——碱性燃料电池和磷酸燃料电池的运行均证明燃料电池的运行高度可靠,可作为各种应急电源和不间断电源使用。芃燃料电池的类型:按电解质的性质分:1、碱性燃料电池,简称AFC。2、质子交换膜燃料电池,简称PEMFC。3、磷酸燃料电池,PAFC。4、熔融碳酸盐燃料电池,简称MCFC。5、固体氧化物燃料电池,简称SOFC。蚃燃料电池类型莈碱性燃料电池莈质子交换膜燃料电池蚄磷酸燃料电池膁融融碳酸盐燃料电池莁固体氧化物燃料电池蒈英文简称肅AFC袃PEMFC膀PAFC薈MCFC蒆SOFC芀电解质衿氢氧化钾溶液蚈磷酸蚂质子渗透膜肂磷酸钾蚇固体氧化物螈燃料肃纯氢蒀天然气,氢蚀氢,甲醇,天然气螈天然气,煤气,沼气蒄天然气,煤气,沼气膂氧化剂葿纯氧袈空气袅空气蚀空气芈空气羇效率芆60~90莂37~42芁43~58肇>50莃50~65肄使用温度肀60~120膇160~220螄60~120薂600~1000蝿600~1000芇固体氧化物燃料电池SOFC是以固体氧化物为电解质,如ZrO2、BiO3等,阳极材料是Ni-YSZ陶瓷,阴极材料主要采用锰酸镧材料,SOFC的固体氧化物电解质在高温下800~1000℃具有传递O2-的能力,在电池中起传递O2和分隔氧化剂与燃料的作用。膅SOFC为全固体结构,其主要结构有:平板式、管式、瓦楞式、套管式和热交换一体化结构式,芃平板式SOFC电池是目前最主流的SOFC类型电池,它是将阳极/YSZ固体电解质/阴极烧结成一体,形成三合一结构,简称PEN平板,PEN平板之间由双极连接板连接,双极板设有内导气槽,这样就形成了PEN平板相互串联,空气和燃料气体分别从导气槽中交叉流过。平板式SOFC电池具有造价低、电流流程短、采集均匀、电池功率密度高的优点,但同时存在着封闭困难、热循环性能差等缺点。平板式SOFC既适合于小