第238章 多孔質體

氣添加水蒸氣後送到改質器,把燃料轉化成H2、CO和水蒸氣的混合物,CO和水進一步在移位反應器中經觸媒劑轉化成H2和CO2。

    經過如此處理後的燃料氣體進入燃料堆的負極(燃料極),同時將氧輸送到燃料堆的正極(空氣極)進行化學反應,藉助觸媒劑的作用迅速產生電能和熱能。

    相對PAFC和PEMFC,高溫型燃料電池MCFC和SOFC則不要觸媒,以CO為主要成份的煤氣化氣體可以直接作為燃料應用,而且還具有易於利用其高質量排氣構成聯合循環發電等特點。

    含有電極反應相關的電解質(通常是為Li與K混合的碳酸鹽)和上下與其相接的2塊電極板(燃料極與空氣極),以及兩電極各自外側流通燃料氣體和氧化劑氣體的氣室、電極夾等,電解質在MCFC約600~700℃的工作溫度下呈現熔融狀態的液體,形成了離子導電體。

    電極為鎳系的多孔質體,氣室的形成採用抗蝕金屬。

    MCFC工作原理。空氣極的O2(空氣)和CO2與電相結合,生成CO32-(碳酸離子),電解質將CO32-移到燃料極側,與作為燃料供給的H+相結合,放出e-,同時生成H2O和CO2。化學反應式如下:

    燃料極:H2+CO32-==H2O+CO2+2e-(4)

    空氣極:CO2+12O2+2e-==CO32-(5)

    全體:H2+12O2==H2O(6)


    在這一反應中,e-同在PAFC中的情況一樣,它從燃料極被放出,通過外部的迴路反回到空氣極,由e-在外部迴路中不間斷的流動實現了燃料電池發電。

    另外,MCFC的最大特點是,必須要有有助於反應的CO32-離子,因此,供給的氧化劑氣體中必須含有碳酸氣體。

    並且,在電池內部充填觸媒,從而將作為天然氣主成份的CH4在電池內部改質,在電池內部直接生成H2的方法也已開發出來了。

    而在燃料是煤氣的情況下,其主成份CO和H2O反應生成H2,因此,可以等價地將CO作為燃料來利用。

    為了獲得更大的出力,隔板通常採用Ni和不鏽鋼來製作。

    SOFC是以陶瓷材料為主構成的,電解質通常採用ZrO2(氧化鋯),它構成了O2-的導電體Y2O3(氧化釔)作為穩定化的YSZ(穩定化氧化鋯)而採用。

    電極中燃料極採用Ni與YSZ複合多孔體構成金屬陶瓷,空氣極採用LaMnO3(氧化鑭錳)。

    隔板採用LaCrO3(氧化鑭鉻)。

    為了避免因電池的形狀不同,電解質之間熱膨脹差造成裂紋產生等,開發了在較低溫度下工作的SOFC。

    第0239章預告無法解決的技術問題測試廣告2



  
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