高溫燃料電池的特點及工作原理介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2021-07-02 20:36
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固體氧化物電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)又稱高溫燃料電池。自從1962年美國威斯汀豪斯公司設(shè)計出可實用的原型SOFC以來，已研制出加種類型的SOFC，其結(jié)構(gòu)見表1。
高溫烯料電池(SOFC)是一種全固態(tài)的能量轉(zhuǎn)換裝置。與各種燃料制成的能源根本不同。燃料電池靠燃料(如H2)與氧化劑(如O2)的電化學(xué)作用而筆直將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。SOFC具有以下神奇的優(yōu)勢：
(1)不受熱機效率的限制，能源轉(zhuǎn)換效率高，其效率是內(nèi)燃機效率的2~3倍，理論效率可達80%，實用燃料電池效率現(xiàn)已達到60%。而且燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是宇宙中最簡單的化學(xué)反應(yīng)，參與反應(yīng)的是氫(燃料)和氧(氧化劑)，生成物是水，所以完全沒有污染。
(2)燃料電池它不同于常規(guī)電池，它是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，而不是能量儲存裝置，不需要耗時的充電過程。并且燃料電池的電極只用作化學(xué)反應(yīng)的場所和電流的通道，并不參與化學(xué)反應(yīng)，因而沒有電極損耗，工作可靠、壽命長。
(3)高溫燃料電池中不用液體電解質(zhì)，其固體電解質(zhì)的使用避免了材料的腐蝕，處理了電解質(zhì)的控制問題。
SOFC的上述特點，充足展示出其發(fā)展前景遠大，在將來它將具有越來越強的競爭力和生命力。
燃料電池其作用原理是由WilliamGrove于1893年首先提出的，當時的燃料電池是用稀硫酸作為電解質(zhì)，在室溫下工作。高溫燃料電池(SOFC)出現(xiàn)的較晚，它是繼1899年能斯特(Nennst)固體氧化物電解質(zhì)的發(fā)現(xiàn)后而萌生的。SOFC主要包括以下幾個組成部分：聯(lián)接材料、陽極、陰極、固體電解質(zhì)。如圖1所示。
燃料電池的兩個電極(陽極和陰極)被固體電解質(zhì)隔開(見圖2)。
燃料部分如氫被運送到陽極，在陽極燃料被氧化，電子被釋放到外環(huán)路。氧化劑部分如氧被送到陰極，在陰極氧化劑從外環(huán)路接受電子被還原。通過外環(huán)路的電子流支(電子從陽極到陰極)而萌生直流電，電解質(zhì)則在兩個電極間起傳導(dǎo)離子作用。
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