新能源汽车概论-QhxnyV030304 熔融碳酸盐燃料电池

目录CONTENTS新能源汽车概论第一部分熔融碳酸盐燃料电池的工作原理第二部分熔融碳酸盐燃料电池的特点01熔融碳酸盐燃料电池的工作原理新能源汽车概论新能源汽车概论第一部分熔融碳酸盐燃料电池的工作原理熔融碳酸盐燃料电池的电解质为熔融碳酸盐，一般为碱金属锂、纳、钾、钙的碳酸盐混合物，隔膜材料是铝酸锂晶体,正极和负极分别为添加锂的氧化镍和多孔镍。电子然后通过外部电路回路返回到阴极，在这过程中发电。当温度加热到650°C时，这种盐就会熔化，产生碳酸根离子，从阴极流向阳极，与氢结合生成水、二氧化碳和电子；新能源汽车概论第一部分熔融碳酸盐燃料电池的工作原理熔融碳酸盐燃料电池的导电离子为碳酸根，二氧化碳在阴极为反应物，而在阳极为产物。实际上电池工作过程中二氧化碳在循环，即阳极产生的CO2返回到阴极，以确保电池连续地工作。通常采用的方法是将阳极室排出来的尾气经燃烧消除其中的H2和CO，再分离除水，然后将CO2返回到阴极循环使用。图3-3-11熔融碳酸盐燃料电池工作原理在实用的熔融碳酸盐燃料电池中，燃料气并不是纯的氢气，而是由天然气、甲醇、石油、煤等转化产生的富氢燃料气。阴极氧化剂则是空气与二氧化碳的混合物，其中还含有氮气。新能源汽车概论第一部分熔融碳酸盐燃料电池的工作原理新能源汽车概论第一部分熔融碳酸盐燃料电池的工作原理燃料电池工作过程实质上是燃料的氧化和氧化剂的还原过程。燃料和氧化剂气体流经阳极和阴极通道。氧化剂中的氧气和二氧化碳在阴极与电子进行氧化反应产生碳酸酸根离子，电解质板中的碳酸根离子直接从阴极移动到阳极，燃料气中的H2与碳酸根离子在阳极发生反应，生成了二氧化碳、水和电子。新能源汽车概论第一部分熔融碳酸盐燃料电池的工作原理电子被集流板收集起来，然后到达隔板。隔板位于燃料电池单元的上部和下部，并且和负载设备相连，从而构成了包括电子传输和离子移动在内的完整的回路。阳极反应和阴极反应，以及总反应的方程式如下：阳极反应：H2+CO32-→H2O+CO2+2e－阴极反应：O2+2CO2+4e－→2CO32-总反应：2H2O+O2→2H2O02熔融碳酸盐燃料电池的特点新能源汽车概论新能源汽车概论第二部分熔融碳酸盐燃料电池的特点熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池（温度在600〜700℃),具有效率高（高于40%)、噪声低、无污染、燃料多样化(可使用氢气、煤气、天然气和生物燃料等)、余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点，是未来的绿色电站。其特点具体表现为：新能源汽车概论第二部分熔融碳酸盐燃料电池的特点阴、阳极活性物质都是气体，电化学反应需要合适的气/固/液三相界面。因此，阴、阳电极必须采用特殊结构的三相多孔气体扩散电极，以利于气相传质、液相传质和电子传递过程的进行。新能源汽车概论第二部分熔融碳酸盐燃料电池的特点两个单电池间的隔离板，既是电极集流体，又是单电池间的连接体。它把一个电池的燃料气与邻近电池的空气隔开，因此，它必须是优良的电子导体并且不透气，在电池工作温度下及熔融碳酸盐存在时，在燃料气和氧化剂的环境中具有十分稳定的化学性能。新能源汽车概论第二部分熔融碳酸盐燃料电池的特点此外，阴阳极集流体不仅要起到电子的传递作用，还要具有适当的结构，为空气和燃料气流提供通道。新能源汽车概论第二部分熔融碳酸盐燃料电池的特点（3）单电池和气体管道要实现良好的密封，以防止燃料气气和氧化剂的泄漏。当电池在高压下工作时，电池堆应安放在压力容器中，使密封件两侧的压力差减至最小。新能源汽车概论第二部分熔融碳酸盐燃料电池的特点（4）熔融态的电解质必须保持在多孔惰性基体中，它既具有离子导电的功能，又有隔离燃料气和氧化剂的功能，在4kPa或更高的压