分析碱性燃料电池(AFC)的研究现状

碱性燃料电池(AFC)的研究现状

 

电池使用35%到45%的KOH作为电解质，KOH渗透在多孔但不活泼的基质隔膜材料中，在低于100℃的温度下工作。这种电池的优点是氧在碱液中的电化学反应速率比在酸性液体中的大，因此具有更高的电流密度和输出功率。目前，这种燃料电池技术的发展已经非常成熟，并已成功地应用于航天飞行和潜艇上。我国已研制成功200瓦氨气碱性燃料电池系统，生产了1kW、10kW、20kW碱性燃料电池。20世纪90年代末，跟踪发展取得了非常宝贵的成果。开发碱性燃料电池的核心技术是避免二氧化碳对碱性电解质组分的破坏。空气中含有百万分之几的二氧化碳成分和使用碳氢转化气所含的二氧化碳都需要去除，这无疑增加了整个系统的费用。此外，电池的电化学反应产生的水需要及时排出，以保持水平衡。因此，简化排放系统和控制系统也是碱性燃料电池发展中需要解决的核心技术。

 

3.磷酸燃料电池(PAFC)的研究现状

 

该电池采用磷酸为电解液，工作温度约200℃。其突出的优点是贵金属催化剂的用量远远小于碱性氢氧燃料电池，还原剂的纯度大大降低，一氧化碳含量可达5%。这种电池一般以有机碳氢化合物为燃料，正极和负极是由聚四氟乙烯制成的多孔电极。电极表面镀以Pt为催化剂，电解液为85% H3PO4。性能稳定，在100 ~ 200℃范围内导电能力强。与其他燃料电池相比，磷酸电池的制造成本更低，而且接近于民用。目前，世界上实际的燃料电池电站都采用这种燃料电池。美国将磷酸燃料电池列为国家重点研发项目。向全球销售200kW磷酸燃料电池。日本已经生产出世界上最大的(11MW)磷酸燃料电池。到2002年初，美国已经在全球安装和测试了235台200千瓦时的afc，产生了470万小时的电力，并在2001年售出了23台。美国和日本的一些机组已经达到了连续发电10,000小时的设计目标;欧洲有5个200千瓦时的发电机组在运行;日本福井电机(fukui electric)和三菱电机(mitsubishi electric)已开发出500kWPAFC发电系统;魏子东等人研究了Pt3 (Fe / Co) / C氧气减少electrocatalyst并提出了锚定效应的有限元/有限公司Pt。磷酸燃料电池发电技术一直在快速发展,但其启动时间长、废热利用率低价值导致发展缓慢的发展速度。