Ⅰ 燃料電池的電極是什麼材料的
高溫燃料電池之電極主要是以觸媒材料製成,例如固態氧化物燃料電池(簡稱SOFC)的Y₂O₃-stabilized-ZrO₂(簡稱YSZ)及熔融碳酸鹽燃料電池(簡稱MCFC)的氧化鎳電極等。
低溫燃料電池則主要是由氣體擴散層支撐一薄層觸媒材料而構成,例如磷酸燃料電池(簡稱PAFC)與質子交換膜燃料電池(簡稱PEMFC)的白金電極等。
電極主要可分為兩部分,其一為陽極(Anode),另一為陰極(Cathode),厚度一般為200-500mm;其結構與一般電池之平板電極不同之處,在於燃料電池的電極為多孔結構,所以設計成多孔結構的主要原因是燃料電池所使用的燃料及氧化劑大多為氣體(例如氧氣、氫氣等)。
而氣體在電解質中的溶解度並不高,為了提高燃料電池的實際工作電流密度與降低極化作用,故發展出多孔結構的的電極,以增加參與反應的電極表面積,而此也是燃料電池當初所以能從理論研究階段步入實用化階段的重要關鍵原因之一。
(1)燃料電池使用什麼貴金屬擴展閱讀:
燃料電池的優點
噪音低
燃料電池結構簡單,運動部件少,工作時雜訊很低。即使在11MW級的燃料電池發電廠附近,所測得的噪音也低於55dB。
燃料范圍廣
對於燃料電池而言,只要含有氫原子的物質都可以作為燃料,例如天然氣、石油、煤炭等化石產物,或是沼氣、酒精、甲醇等,因此燃料電池非常符合能源多樣化的需求,可減緩主流能源的耗竭。
可靠性高
當燃料電池的負載有變動時,它會很快響應。無論處於額定功率以上過載運行或低於額定功率運行,它都能承受且效率變化不大。由於燃料電池的運行高度可靠,可作為各種應急電源和不間斷電源使用。
易於建設
燃料電池具有組裝式結構,安裝維修方便,不需要很多輔助設施。燃料電池電站的設計和製造相當方便。
Ⅱ 什麼是燃料電池
將化學能直接轉成電能的裝置。
燃料電池根的燃料有好多種,根據燃料的種類不同,作動溫度也有不同。
比如說,氫氧燃料電池,使用氫氣及氧氣作為燃料,簡單的運作依據和中學時接觸到的化學方程式是一樣的。
中間沒有其他能量的轉換,所以發電效率相對比較高,45%~60%。
根據作動溫度不同,電池所需的燃料以及其他材料也不同。
高溫燃料電池的發電效率大概是60%,而平均來講,火力發電只有25%。
低溫燃料電池的用途非常廣泛,電腦,汽車,甚至是家用發電設備,這些都可以用燃料電池來代替。
因此,燃料電池作為新能源的一種,被大家期待著。
但燃料電池的開發過程中,也同時面臨著造價以及利用效率的問題。
低溫燃料電池的運作需要催化劑,目前研究得出的是Pt,也就是貴金屬之一的鉑金。
鉑金不僅造價高,而且數量有限。若是使用鉑金的話,燃料電池被普及的機率比較小。
所以,目前的不少研究都在針對如何使一定量的Pt能更有效地被利用而進行著。
燃料電池本身工作時又會發生催化劑中毒,避免這項損失,也需要進一步的研究。
Ⅲ 燃料電池主要有哪幾種,其各自的特點是什麼
可以按燃料類型分類,或者工作溫度分類,但一般都是以電解質的類型來分類的,可分為鹼性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PENFC)五大類。
AFC的特點是:低溫性能好,溫度范圍寬,並且可以在較寬溫度范圍內選擇催化劑,但是才用的鹼性電解質易受CO2的毒化作用因此必須要嚴格出去CO2,成本就偏高。
PAFC的特點是:無需考慮CO2的凈化問題,高溫性能好,但是需要採用較大量的貴金屬做催化劑,成本較高。
PENFC的特點就是不受卡諾循環限制,能量轉換效率高,可低溫快速啟動,無電解液流失,和腐蝕性,壽命長
比能量和比功率高、設計簡單、製造方便等優點,但不足在於對CO比較敏感,需要轉換為CO2,預熱品位低,難以有效利用,需要採用貴金屬催化劑,電解質膜的價格高,生產廠家少。
Ⅳ 目前有哪些燃料電池
燃料電池的種類按不同的方法可大致分類如下:
1. 按燃料電池的運行機理分。
分為酸性燃料電池和鹼性燃料電池。
2. 按電解質的種類不同,有酸性、鹼性、熔融鹽類或固體電解質。
因此,燃料電池可分為鹼性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)等。在燃料電池中,磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)可以冷起動和快起動,可以用作為移動電源,適應FCEV使用的要求,更加具有競爭力。
3. 按燃料類型分。
有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料,汽油、柴油和天然氣等氣體燃料,有機燃料和氣體燃料必須經過重整器「重整」為氫氣後,才能成為燃料電池的燃料。
4. 按燃料電池工作溫度分。
有低溫型,溫度低於200℃;中溫型,溫度為200~750℃;高溫型,溫度高於750℃。
在常溫下工作的燃料電池,例如質子交換膜燃料電池(PEMFC),這類燃料電池需要採用貴金屬作為催化劑。燃料的化學能絕大部分都能轉化為電能,只產生少量的廢熱和水,不產生污染大氣環境的氮氧化物。不需要廢熱能量回收裝置,體積較小,質量較輕。但催化劑鉑(Pt)會與工作介質中的一氧化碳(CO)發生作用後產生"中毒"現象而失效,使燃料電池效率降低或完全損壞。而且鉑(Pt)的價格很高,增加了燃料電池的成本。
另一類是在高溫(600~1000℃)下工作的燃料電池,例如熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC),這類的燃料電池不需要採用貴金屬作為催化劑。但由於工作溫度高,需要採用復合廢熱回收裝置來利用廢熱,體積大,質量重,只適合用於大功率的發電廠中。
最實用的燃料電池是以氫或含富氫的氣體燃料,但是在自然界是不能直接獲得氫的,燃料電池氫的;來源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼氣、天然氣、石腦油和煤氣中,經過重整、裂解等化學處理後來製取含富氫的氣體燃料。氧化劑則採用氧氣或空氣,最常見的是用空氣作為氧化劑。檢舉 回答人的補充 2009-10-22 09:10 燃料電池十分復雜,涉及化學熱力學、電化學、電催化、材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論,具有發電效率高、環境污染少等優點。總的來說,燃料電池具有以下特點:
(1)能量轉化效率高他直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,因而不受卡諾循環的限制。目前燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%~60%,而火力發電和核電的效率大約在30%~40%。
(2)有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低CO2排放因能量轉換效率高而大幅度降低,無機械振動。
(3)燃料適用范圍廣
(4)積木化強規模及安裝地點靈活,燃料電池電站佔地面積小,建設周期短,電站功率可根據需要由電池堆組裝,十分方便。燃料電池無論作為集中電站還是分布式電,或是作為小區、工廠、大型建築的獨立電站都非常合適
(5)負荷響應快,運行質量高燃料電池在數秒鍾內就可以從最低功率變換到額定功率,而且電廠離負荷可以很近,從而改善了地區頻 燃料電池原理率偏移和電壓波動,降低了現有變電設備和電流載波容量,減少了輸變線路投資和線路損失。
Ⅳ 黃金能作為電極的催化劑嗎 鉑金是最好的貴金屬催化劑,那麼黃金能用於燃料電池電極催化嗎
能啊,比如Au/TiO2,吸附CO,這是尾氣
金在催化反應中曾經被認為是惰性粒子,隨著納米材料的發展,人們逐漸發現當金的顆粒尺寸低於
3~5 nm時,它在很多化學反應中都會表現出很好的催化活性。Graham Hutchings等人研究發現碳負載的金屬氯化物的催化劑活性與陽離子的電極勢大小有關,從而得出Au3+是乙炔氫氯化反應的最好催化劑的結論。
Ⅵ 燃料電池的電極使用什麼金屬製作
燃料電池使用鉑作電極.
電極製作
(1)乙炔黑和PTFE以一定比例混合,在高速球磨機中研磨約015小時後,加入催化劑粉 末研磨約1小時,得催化劑混合物.
(2)聚乙二醇為表面活性劑,與催化劑混合物混合,攪拌約015小時,加入少量蒸餾水,
待出現膠體後停止攪拌.表面活性劑起到浸潤催化劑混合物的作用
(3)將所得的膠體倒入漏斗,真空抽濾,將濾餅置於空氣中於95℃乾燥約2小時.(4)60wt%Na2SO4和PTFE乳液混合,用無水乙醇分散,於90℃水浴中加熱並攪拌,將團狀物輥壓成薄膜,即防水透氣膜,裁剪成一定大小,待用.
(5)不銹鋼網為集流網,處理後裁剪成一定大小.將不銹鋼網和防水透氣膜依次置於乾燥後的濾餅上.然後輥壓成型,調節輥間距,反復壓製成一定厚度的電極。
Ⅶ 什麼是燃料電池
所謂「燃料電池」,從原理上講,和傳統的化學電池基本相同,也是通過電化學反應把物質的化學能轉變為電能。所不同的是:傳統電池的內部物質事先充填好,化學反應結束後,不能再供電;而燃料電池進行化學反應所用的物質是由外部不斷充填的,因此,它能夠源源不斷地發電。這是燃料電池最顯著的特徵。
Ⅷ 燃料電池使用的燃料有哪些
燃料電池主要由燃料、氧化劑、電極、電解液等組成。它所使用的燃料十分廣泛,例如,天然氣、石油、甲醇、液氨、肼、烴、氫等。這種電池可以根據需要設計不同的容量,主要取決於「單片電池」的數量。單片電池由正極(接空氣極板)、負極(接燃料極板)和電解質容器以及上下絕緣隔板4部分組成。根據需要,把單片電池串聯起來,就可得到所需電壓和功率數。
Ⅸ 燃料電池如何啟動
燃料電池的種類按不同的方法可大致分類如下:
(福建亞南集團為清潔能源解決方案供應商,致力於氫能燃料電池產業化的企業。亞小南為您解答4000-080-999)
1.按燃料電池的運行機理分.
分為酸性燃料電池和鹼性燃料電池.
2.按電解質的種類不同,有酸性、鹼性、熔融鹽類或固體電解質.
因此,燃料電池可分為鹼性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)等.在燃料電池中,磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)可以冷起動和快起動,可以用作為移動電源,適應FCEV使用的要求,更加具有競爭力.
3.按燃料類型分.
有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料,汽油、柴油和天然氣等氣體燃料,有機燃料和氣體燃料必須經過重整器「重整」為氫氣後,才能成為燃料電池的燃料.
4.按燃料電池工作溫度分.
有低溫型,溫度低於200℃;中溫型,溫度為200~750℃;高溫型,溫度高於750℃.
在常溫下工作的燃料電池,例如質子交換膜燃料電池(PEMFC),這類燃料電池需要採用貴金屬作為催化劑.燃料的化學能絕大部分都能轉化為電能,只產生少量的廢熱和水,不產生污染大氣環境的氮氧化物.不需要廢熱能量回收裝置,體積較小,質量較輕.但催化劑鉑(Pt)會與工作介質中的一氧化碳(CO)發生作用後產生"中毒"現象而失效,使燃料電池效率降低或完全損壞.而且鉑(Pt)的價格很高,增加了燃料電池的成本.
另一類是在高溫(600~1000℃)下工作的燃料電池,例如熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC),這類的燃料電池不需要採用貴金屬作為催化劑.但由於工作溫度高,需要採用復合廢熱回收裝置來利用廢熱,體積大,質量重,只適合用於大功率的發電廠中.
最實用的燃料電池是以氫或含富氫的氣體燃料,但是在自然界是不能直接獲得氫的,燃料電池氫的;來源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼氣、天然氣、石腦油和煤氣中,經過重整、裂解等化學處理後來製取含富氫的氣體燃料.氧化劑則採用氧氣或空氣,最常見的是用空氣作為氧化劑.檢舉 回答人的補充 2009-10-22 09:10 燃料電池十分復雜,涉及化學熱力學、電化學、電催化、材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論,具有發電效率高、環境污染少等優點.總的來說,燃料電池具有以下特點:
(1)能量轉化效率高他直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,因而不受卡諾循環的限制.目前燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%~60%,而火力發電和核電的效率大約在30%~40%.
(2)有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低CO2排放因能量轉換效率高而大幅度降低,無機械振動.
(3)燃料適用范圍廣
(4)積木化強規模及安裝地點靈活,燃料電池電站佔地面積小,建設周期短,電站功率可根據需要由電池堆組裝,十分方便.燃料電池無論作為集中電站還是分布式電,或是作為小區、工廠、大型建築的獨立電站都非常合適
(5)負荷響應快,運行質量高燃料電池在數秒鍾內就可以從最低功率變換到額定功率,而且電廠離負荷可以很近,從而改善了地區頻 燃料電池原理率偏移和電壓波動,降低了現有變電設備和電流載波容量,減少了輸變線路投資和線路損失.