熔融碳酸鹽燃料電池反應方程式 熔融碳酸鹽燃料電池的優缺點

熔融碳酸鹽燃料電池反應方程式

1、負極反應

2CO 2CO32- -4e-=4CO2

2、正極反應

O2 2CO2 4e-=2CO32-

熔融碳酸鹽燃料電池組成材料

1、電極材料

MCFC的電極是H2、CO氧化和O2 還原的場所，MCFC的電極必須具備兩個基本條件：①保證加速電化學反應，必須耐熔鹽腐蝕；②保證電解液在隔膜、陰極和陽極間的良好分配，電極與隔膜必須有適宜的孔度相配。

MCFC的陽極電催化劑經歷了Ag、Pt、Ni，主要采用Ni-Cr合金或Ni-Al合金。采用Ni取代Ag和Pt是為了降低電池成本，而演變為鎳合金是為了防止鎳的蠕變現象。

MCFC的陰極材料有NiO、LiCOO2、LiMnO2、CuO和CeO2 等，由于NiO電極在MCFC工作過程中會緩慢溶解，同時還會被從隔膜滲透過來的氫還原而導致電池短路，所以LiCOO2等新型陰極材料正逐漸取代NiO。

2、隔膜材料

隔膜是MCFC的核心部件，必須具備高強度、耐高溫熔鹽腐蝕、浸入熔鹽電解質后能阻氣和具有良好的離子導電性能。MCFC的隔膜材料是LiAiO2，LiAiO2粉體有三種晶型，分別為α型 （六方晶系）、β型 （單斜晶系）和γ型 （四方晶系）。外形分別為球形、針狀和片狀，密度則分別3.400g·cm-3、2.610g·cm-3和2.615g·cm-3。

3、雙極板材料

MCFC的雙極板有三個主要作用：①隔開氧化劑（O2或空氣）與還原劑 （天然氣、重整氣）；②提供氣體流動通道；③集流導電。MCFC的雙極板材料主要為不銹鋼和各類鎳基合金。

熔融碳酸鹽燃料電池的優缺點

1、優點

熔融碳酸鹽燃料電池可以采用非貴重金屬作為催化劑，降低了使用成本。能夠耐受CO和CO2的作用，可采用富氫燃料。用鎳(Ni）或不銹鋼作為電池的結構材料，材料容易獲得并且價格便宜。熔融碳酸鹽燃料電池為高溫型燃料電池，余熱溫度高，余熱可以充分利用。

2、缺點

以Li2CO3及k2CO3混合物做成電解質，在使用過程中會燒損和脆裂，降低了熔融碳酸鹽燃料電池的使用壽命，其強度與壽命還有待提高。在整個化學反應過程中，CO2要循環使用，從燃料電極排出的CO2要用經過催化除H2的處理后，再按一定的比例與空氣混合送入氧電極，CO2的循環系統增加了熔融碳酸鹽燃料電池的結構和控制的復雜性。