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股票投资经济学 2021-06-17 16:24:20

燃料电池使用什么贵金属

发布时间: 2021-05-13 12:45:40

Ⅰ 燃料电池的电极是什么材料的

高温燃料电池之电极主要是以触媒材料制成,例如固态氧化物燃料电池(简称SOFC)的Y₂O₃-stabilized-ZrO₂(简称YSZ)及熔融碳酸盐燃料电池(简称MCFC)的氧化镍电极等。

低温燃料电池则主要是由气体扩散层支撑一薄层触媒材料而构成,例如磷酸燃料电池(简称PAFC)与质子交换膜燃料电池(简称PEMFC)的白金电极等。

电极主要可分为两部分,其一为阳极(Anode),另一为阴极(Cathode),厚度一般为200-500mm;其结构与一般电池之平板电极不同之处,在于燃料电池的电极为多孔结构,所以设计成多孔结构的主要原因是燃料电池所使用的燃料及氧化剂大多为气体(例如氧气、氢气等)。

而气体在电解质中的溶解度并不高,为了提高燃料电池的实际工作电流密度与降低极化作用,故发展出多孔结构的的电极,以增加参与反应的电极表面积,而此也是燃料电池当初所以能从理论研究阶段步入实用化阶段的重要关键原因之一。

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燃料电池的优点

噪音低

燃料电池结构简单,运动部件少,工作时噪声很低。即使在11MW级的燃料电池发电厂附近,所测得的噪音也低于55dB。

燃料范围广

对于燃料电池而言,只要含有氢原子的物质都可以作为燃料,例如天然气、石油、煤炭等化石产物,或是沼气、酒精、甲醇等,因此燃料电池非常符合能源多样化的需求,可减缓主流能源的耗竭。

可靠性高

当燃料电池的负载有变动时,它会很快响应。无论处于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行,它都能承受且效率变化不大。由于燃料电池的运行高度可靠,可作为各种应急电源和不间断电源使用。

易于建设

燃料电池具有组装式结构,安装维修方便,不需要很多辅助设施。燃料电池电站的设计和制造相当方便。

Ⅱ 什么是燃料电池

将化学能直接转成电能的装置。
燃料电池根的燃料有好多种,根据燃料的种类不同,作动温度也有不同。
比如说,氢氧燃料电池,使用氢气及氧气作为燃料,简单的运作依据和中学时接触到的化学方程式是一样的。

中间没有其他能量的转换,所以发电效率相对比较高,45%~60%。
根据作动温度不同,电池所需的燃料以及其他材料也不同。
高温燃料电池的发电效率大概是60%,而平均来讲,火力发电只有25%。
低温燃料电池的用途非常广泛,电脑,汽车,甚至是家用发电设备,这些都可以用燃料电池来代替。
因此,燃料电池作为新能源的一种,被大家期待着。

但燃料电池的开发过程中,也同时面临着造价以及利用效率的问题。
低温燃料电池的运作需要催化剂,目前研究得出的是Pt,也就是贵金属之一的铂金。
铂金不仅造价高,而且数量有限。若是使用铂金的话,燃料电池被普及的机率比较小。
所以,目前的不少研究都在针对如何使一定量的Pt能更有效地被利用而进行着。

燃料电池本身工作时又会发生催化剂中毒,避免这项损失,也需要进一步的研究。

Ⅲ 燃料电池主要有哪几种,其各自的特点是什么

可以按燃料类型分类,或者工作温度分类,但一般都是以电解质的类型来分类的,可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PENFC)五大类。
AFC的特点是:低温性能好,温度范围宽,并且可以在较宽温度范围内选择催化剂,但是才用的碱性电解质易受CO2的毒化作用因此必须要严格出去CO2,成本就偏高。
PAFC的特点是:无需考虑CO2的净化问题,高温性能好,但是需要采用较大量的贵金属做催化剂,成本较高。
PENFC的特点就是不受卡诺循环限制,能量转换效率高,可低温快速启动,无电解液流失,和腐蚀性,寿命长
比能量和比功率高、设计简单、制造方便等优点,但不足在于对CO比较敏感,需要转换为CO2,预热品位低,难以有效利用,需要采用贵金属催化剂,电解质膜的价格高,生产厂家少。

Ⅳ 目前有哪些燃料电池

燃料电池的种类按不同的方法可大致分类如下:
1. 按燃料电池的运行机理分。
分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。
2. 按电解质的种类不同,有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质。
因此,燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。在燃料电池中,磷酸燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以冷起动和快起动,可以用作为移动电源,适应FCEV使用的要求,更加具有竞争力。
3. 按燃料类型分。
有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料,汽油、柴油和天然气等气体燃料,有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后,才能成为燃料电池的燃料。
4. 按燃料电池工作温度分。
有低温型,温度低于200℃;中温型,温度为200~750℃;高温型,温度高于750℃。
在常温下工作的燃料电池,例如质子交换膜燃料电池(PEMFC),这类燃料电池需要采用贵金属作为催化剂。燃料的化学能绝大部分都能转化为电能,只产生少量的废热和水,不产生污染大气环境的氮氧化物。不需要废热能量回收装置,体积较小,质量较轻。但催化剂铂(Pt)会与工作介质中的一氧化碳(CO)发生作用后产生"中毒"现象而失效,使燃料电池效率降低或完全损坏。而且铂(Pt)的价格很高,增加了燃料电池的成本。
另一类是在高温(600~1000℃)下工作的燃料电池,例如熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC),这类的燃料电池不需要采用贵金属作为催化剂。但由于工作温度高,需要采用复合废热回收装置来利用废热,体积大,质量重,只适合用于大功率的发电厂中。
最实用的燃料电池是以氢或含富氢的气体燃料,但是在自然界是不能直接获得氢的,燃料电池氢的;来源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼气、天然气、石脑油和煤气中,经过重整、裂解等化学处理后来制取含富氢的气体燃料。氧化剂则采用氧气或空气,最常见的是用空气作为氧化剂。检举 回答人的补充 2009-10-22 09:10 燃料电池十分复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论,具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说,燃料电池具有以下特点:
(1)能量转化效率高他直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%。
(2)有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低CO2排放因能量转换效率高而大幅度降低,无机械振动。
(3)燃料适用范围广
(4)积木化强规模及安装地点灵活,燃料电池电站占地面积小,建设周期短,电站功率可根据需要由电池堆组装,十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电,或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适
(5)负荷响应快,运行质量高燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率,而且电厂离负荷可以很近,从而改善了地区频 燃料电池原理率偏移和电压波动,降低了现有变电设备和电流载波容量,减少了输变线路投资和线路损失。

Ⅳ 黄金能作为电极的催化剂吗 铂金是最好的贵金属催化剂,那么黄金能用于燃料电池电极催化吗

能啊,比如Au/TiO2,吸附CO,这是尾气

金在催化反应中曾经被认为是惰性粒子,随着纳米材料的发展,人们逐渐发现当金的颗粒尺寸低于
3~5 nm时,它在很多化学反应中都会表现出很好的催化活性。Graham Hutchings等人研究发现碳负载的金属氯化物的催化剂活性与阳离子的电极势大小有关,从而得出Au3+是乙炔氢氯化反应的最好催化剂的结论。

Ⅵ 燃料电池的电极使用什么金属制作

燃料电池使用铂作电极.
电极制作
(1)乙炔黑和PTFE以一定比例混合,在高速球磨机中研磨约015小时后,加入催化剂粉 末研磨约1小时,得催化剂混合物.
(2)聚乙二醇为表面活性剂,与催化剂混合物混合,搅拌约015小时,加入少量蒸馏水,
待出现胶体后停止搅拌.表面活性剂起到浸润催化剂混合物的作用
(3)将所得的胶体倒入漏斗,真空抽滤,将滤饼置于空气中于95℃干燥约2小时.(4)60wt%Na2SO4和PTFE乳液混合,用无水乙醇分散,于90℃水浴中加热并搅拌,将团状物辊压成薄膜,即防水透气膜,裁剪成一定大小,待用.
(5)不锈钢网为集流网,处理后裁剪成一定大小.将不锈钢网和防水透气膜依次置于干燥后的滤饼上.然后辊压成型,调节辊间距,反复压制成一定厚度的电极。

Ⅶ 什么是燃料电池

所谓“燃料电池”,从原理上讲,和传统的化学电池基本相同,也是通过电化学反应把物质的化学能转变为电能。所不同的是:传统电池的内部物质事先充填好,化学反应结束后,不能再供电;而燃料电池进行化学反应所用的物质是由外部不断充填的,因此,它能够源源不断地发电。这是燃料电池最显著的特征。

Ⅷ 燃料电池使用的燃料有哪些

燃料电池主要由燃料、氧化剂、电极、电解液等组成。它所使用的燃料十分广泛,例如,天然气、石油、甲醇、液氨、肼、烃、氢等。这种电池可以根据需要设计不同的容量,主要取决于“单片电池”的数量。单片电池由正极(接空气极板)、负极(接燃料极板)和电解质容器以及上下绝缘隔板4部分组成。根据需要,把单片电池串联起来,就可得到所需电压和功率数。

Ⅸ 燃料电池如何启动

  • 燃料电池的种类按不同的方法可大致分类如下:

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  • 1.按燃料电池的运行机理分.

  • 分为酸性燃料电池和碱性燃料电池.

  • 2.按电解质的种类不同,有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质.

  • 因此,燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)等.在燃料电池中,磷酸燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)可以冷起动和快起动,可以用作为移动电源,适应FCEV使用的要求,更加具有竞争力.

  • 3.按燃料类型分.

  • 有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料,汽油、柴油和天然气等气体燃料,有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后,才能成为燃料电池的燃料.

  • 4.按燃料电池工作温度分.

  • 有低温型,温度低于200℃;中温型,温度为200~750℃;高温型,温度高于750℃.

  • 在常温下工作的燃料电池,例如质子交换膜燃料电池(PEMFC),这类燃料电池需要采用贵金属作为催化剂.燃料的化学能绝大部分都能转化为电能,只产生少量的废热和水,不产生污染大气环境的氮氧化物.不需要废热能量回收装置,体积较小,质量较轻.但催化剂铂(Pt)会与工作介质中的一氧化碳(CO)发生作用后产生"中毒"现象而失效,使燃料电池效率降低或完全损坏.而且铂(Pt)的价格很高,增加了燃料电池的成本.

  • 另一类是在高温(600~1000℃)下工作的燃料电池,例如熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC),这类的燃料电池不需要采用贵金属作为催化剂.但由于工作温度高,需要采用复合废热回收装置来利用废热,体积大,质量重,只适合用于大功率的发电厂中.

  • 最实用的燃料电池是以氢或含富氢的气体燃料,但是在自然界是不能直接获得氢的,燃料电池氢的;来源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼气、天然气、石脑油和煤气中,经过重整、裂解等化学处理后来制取含富氢的气体燃料.氧化剂则采用氧气或空气,最常见的是用空气作为氧化剂.检举 回答人的补充 2009-10-22 09:10 燃料电池十分复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论,具有发电效率高、环境污染少等优点.总的来说,燃料电池具有以下特点:

  • (1)能量转化效率高他直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受卡诺循环的限制.目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%.

  • (2)有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低CO2排放因能量转换效率高而大幅度降低,无机械振动.

  • (3)燃料适用范围广

  • (4)积木化强规模及安装地点灵活,燃料电池电站占地面积小,建设周期短,电站功率可根据需要由电池堆组装,十分方便.燃料电池无论作为集中电站还是分布式电,或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适

  • (5)负荷响应快,运行质量高燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率,而且电厂离负荷可以很近,从而改善了地区频 燃料电池原理率偏移和电压波动,降低了现有变电设备和电流载波容量,减少了输变线路投资和线路损失.