堿性燃料電池原理

使用的電解質(zhì)為水溶液或穩(wěn)定的氫氧化鉀基質(zhì)，且電化學(xué)反應(yīng)也與羥基（-OH）從陰極移動到陽極與氫反應(yīng)生成水和電子略有不同。這些電子是用來為外部電路提供能量，然后才回到陰極與氧和水反應(yīng)生成更多的羥基離子。

負極反應(yīng)：2H2 4OH- → 4 H2O 4e-

正極反應(yīng)：O2 2H2O 4 e- → 4OH-

堿性燃料電池的工作溫度大約80℃。因此，它們的啟動也很快，但其電力密度卻比質(zhì)子交換膜燃料電池的密度低十來倍，在汽車中使用顯得相當笨拙。不過，它們是燃料電池中生產(chǎn)成本最低的一種電池，因此可用于小型的固定發(fā)電裝置。

如同質(zhì)子交換膜燃料電池一樣，堿性燃料電池對能污染催化劑的一氧化碳和其它雜質(zhì)也非常敏感。此外，其原料不能含有二氧化碳，因為二氧化碳能與氫氧化鉀電解質(zhì)反應(yīng)生成碳酸鉀，降低電池的性能。

堿性燃料電池分類

1、循環(huán)式電解質(zhì)堿性燃料電池。電解質(zhì)溶液被泵入燃料電池的堿腔，電解質(zhì)在堿腔中循環(huán)使用。這一設(shè)計的優(yōu)點在于它可以隨時更換電解質(zhì)。

2、固定式電解質(zhì)堿性燃料電池。電池堆的每一個電池都有一個屬于自己的獨立的電解質(zhì)，他被放在兩個電解之間的隔膜材料里。這個設(shè)計由于其結(jié)構(gòu)的簡單性，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航天飛行器中。

3、可溶解燃料堿性燃料電池。在電解質(zhì)中混合了肼或氨這類燃料。這個設(shè)計成本低，結(jié)構(gòu)緊密，制作簡單且易于補充燃料。

堿性燃料電池的優(yōu)缺點

1、優(yōu)點

（1）效率高，因為氧在堿性介質(zhì)中的還原反應(yīng)比其他酸性介質(zhì)高。

（2）因為是堿性介質(zhì)，可以用非鉑催化劑。

（3）因工作溫度低，堿性介質(zhì)，所以可以采用鎳板做雙極板。

2、缺點

因為電解質(zhì)為堿性，易與CO2生成K2CO3、Na2CO3沉淀，嚴重影響電池性能，所以必須除去CO2，這給其在常規(guī)環(huán)境中應(yīng)用帶來很大的困難。

堿性燃料電池的應(yīng)用

1、航天飛行器用動力電源。

2、軍事裝備電源。

3、電動汽車用的動力電源。

4、民用發(fā)電裝置。

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