堿性燃料電池(AFC)的研究現(xiàn)狀

 

電池使用35%到45%的KOH作為電解質(zhì)，KOH滲透在多孔但不活潑的基質(zhì)隔膜材料中，在低于100℃的溫度下工作。這種電池的優(yōu)點是氧在堿液中的電化學反應(yīng)速率比在酸性液體中的大，因此具有更高的電流密度和輸出功率。目前，這種燃料電池技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，并已成功地應(yīng)用于航天飛行和潛艇上。我國已研制成功200瓦氨氣堿性燃料電池系統(tǒng)，生產(chǎn)了1kW、10kW、20kW堿性燃料電池。20世紀90年代末，跟蹤發(fā)展取得了非常寶貴的成果。開發(fā)堿性燃料電池的核心技術(shù)是避免二氧化碳對堿性電解質(zhì)組分的破壞?？諝庵泻邪偃f分之幾的二氧化碳成分和使用碳氫轉(zhuǎn)化氣所含的二氧化碳都需要去除，這無疑增加了整個系統(tǒng)的費用。此外，電池的電化學反應(yīng)產(chǎn)生的水需要及時排出，以保持水平衡。因此，簡化排放系統(tǒng)和控制系統(tǒng)也是堿性燃料電池發(fā)展中需要解決的核心技術(shù)。

 

3.磷酸燃料電池(PAFC)的研究現(xiàn)狀

 

該電池采用磷酸為電解液，工作溫度約200℃。其突出的優(yōu)點是貴金屬催化劑的用量遠遠小于堿性氫氧燃料電池，還原劑的純度大大降低，一氧化碳含量可達5%。這種電池一般以有機碳氫化合物為燃料，正極和負極是由聚四氟乙烯制成的多孔電極。電極表面鍍以Pt為催化劑，電解液為85% H3PO4。性能穩(wěn)定，在100 ~ 200℃范圍內(nèi)導電能力強。與其他燃料電池相比，磷酸電池的制造成本更低，而且接近于民用。目前，世界上實際的燃料電池電站都采用這種燃料電池。美國將磷酸燃料電池列為國家重點研發(fā)項目。向全球銷售200kW磷酸燃料電池。日本已經(jīng)生產(chǎn)出世界上最大的(11MW)磷酸燃料電池。到2002年初，美國已經(jīng)在全球安裝和測試了235臺200千瓦時的afc，產(chǎn)生了470萬小時的電力，并在2001年售出了23臺。美國和日本的一些機組已經(jīng)達到了連續(xù)發(fā)電10,000小時的設(shè)計目標;歐洲有5個200千瓦時的發(fā)電機組在運行;日本福井電機(fukui electric)和三菱電機(mitsubishi electric)已開發(fā)出500kWPAFC發(fā)電系統(tǒng);魏子東等人研究了Pt3 (Fe / Co) / C氧氣減少electrocatalyst并提出了錨定效應(yīng)的有限元/有限公司Pt。磷酸燃料電池發(fā)電技術(shù)一直在快速發(fā)展,但其啟動時間長、廢熱利用率低價值導致發(fā)展緩慢的發(fā)展速度。