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-

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熔融碳酸鹽燃料電池組成材料

1、電極材料

MCFC的(de)電(dian)(dian)極是H2、CO氧化(hua)和(he)O2 還原的(de)場所，MCFC的(de)電(dian)(dian)極必(bi)須具備兩個基(ji)本條件：①保證加速(su)電(dian)(dian)化(hua)學反應，必(bi)須耐熔鹽腐蝕；②保證電(dian)(dian)解液在隔膜、陰(yin)極和(he)陽極間的(de)良好(hao)分配(pei)，電(dian)(dian)極與隔膜必(bi)須有適宜的(de)孔(kong)度相配(pei)。

MCFC的陽極電催化劑經(jing)歷了Ag、Pt、Ni，主要采(cai)用Ni-Cr合金(jin)或Ni-Al合金(jin)。采(cai)用Ni取代(dai)Ag和Pt是(shi)為(wei)了降(jiang)低(di)電池成本，而演變為(wei)鎳合金(jin)是(shi)為(wei)了防止鎳的蠕變現象。

MCFC的陰極材(cai)料有(you)NiO、LiCOO2、LiMnO2、CuO和CeO2 等，由于NiO電極在MCFC工作(zuo)過程中會緩慢(man)溶解，同(tong)時還會被從隔膜滲透過來(lai)的氫(qing)還原而導致電池短路，所以LiCOO2等新型陰極材(cai)料正逐漸取代NiO。

2、隔膜材料

隔膜是(shi)(shi)MCFC的核(he)心部(bu)件，必須具備高強度、耐高溫熔鹽(yan)腐蝕、浸入熔鹽(yan)電(dian)(dian)解質后能阻氣和具有良(liang)好(hao)的離(li)子導電(dian)(dian)性能。MCFC的隔膜材料是(shi)(shi)LiAiO2，LiAiO2粉體有三種(zhong)晶(jing)型，分(fen)(fen)別(bie)為α型 （六方晶(jing)系(xi)）、β型 （單斜晶(jing)系(xi)）和γ型 （四(si)方晶(jing)系(xi)）。外形分(fen)(fen)別(bie)為球形、針狀(zhuang)和片狀(zhuang)，密度則分(fen)(fen)別(bie)3.400g·cm-3、2.610g·cm-3和2.615g·cm-3。

3、雙極板材料

MCFC的(de)雙極(ji)板有三個主要作(zuo)用：①隔開(kai)氧化劑（O2或空氣）與還原劑 （天然氣、重(zhong)整氣）；②提(ti)供氣體流(liu)動通道；③集流(liu)導電。MCFC的(de)雙極(ji)板材料主要為(wei)不銹鋼和各(ge)類(lei)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(ke)以(yi)采用(yong)非貴(gui)重金屬作(zuo)為催(cui)化(hua)劑，降低了使用(yong)成(cheng)本。能夠耐受CO和CO2的(de)(de)作(zuo)用(yong)，可(ke)采用(yong)富氫燃(ran)料。用(yong)鎳(Ni）或(huo)不銹鋼作(zuo)為電(dian)池的(de)(de)結構材(cai)料，材(cai)料容(rong)易獲得并且價格(ge)便宜。熔融碳酸鹽燃(ran)料電(dian)池為高溫(wen)型燃(ran)料電(dian)池，余熱(re)溫(wen)度高，余熱(re)可(ke)以(yi)充(chong)分利用(yong)。

2、缺點

以(yi)Li2CO3及k2CO3混合物做成電(dian)解質，在(zai)使用(yong)過(guo)(guo)程中會燒損和脆裂(lie)，降低了熔(rong)融(rong)碳酸鹽燃料電(dian)池的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，其強度與(yu)壽命(ming)還有待提高。在(zai)整個化學反應過(guo)(guo)程中，CO2要循(xun)環使用(yong)，從燃料電(dian)極排出的(de)(de)CO2要用(yong)經過(guo)(guo)催化除H2的(de)(de)處理后，再(zai)按一定的(de)(de)比例與(yu)空氣混合送入氧電(dian)極，CO2的(de)(de)循(xun)環系統增(zeng)加了熔(rong)融(rong)碳酸鹽燃料電(dian)池的(de)(de)結構和控制的(de)(de)復(fu)雜性(xing)。