燃料电池技术 第四章 碱性燃料电池.pdf

1 第四章 碱性燃料电池 燃料电池技术燃料电池技术 第第44 章章碱性燃料电池碱性燃料电池 2 4.1 引言 燃料电池技术燃料电池技术 第第44 章章碱性燃料电池碱性燃料电池 3 碱性燃料电池 （Alkaline Fuel Cell）是 最早研究成功并得以应用的燃料电池。 应用：20世纪60年代初期，碱性燃料 电池用于阿波罗航天飞机，这是碱性燃料 电池首次出现在实际应用中，它展现出高 比功率、高能量转化效率和运行高度可靠 的特点。 燃料电池技术燃料电池技术 第第44 章章碱性燃料电池碱性燃料电池 4 示范性的碱性燃料电池被用于驱动式农 用拖拉机 （Ihrig ，1960）、汽车 （Kordesh， 1971）、起重机 方面，另外，它还能够为 船只提供动力及用于海上导航设备。 主要问题：虽然这些示范性碱性燃料电池 系统大多性能卓越，但是，诸如成本、易操 作性、坚固耐用性以及安全 问题却很难解 决。 燃料电池技术燃料电池技术 第第44 章章碱性燃料电池碱性燃料电池 5 碱性燃料电池以强碱（如KOH溶液）为电解质。在 低温AFC （低于120 ）中，使用的KOH溶液的质量 百分比含量为30%-45% ；高温AFC （约260 ) 中， KOH溶液的质量百分比含量可达85% 。它以氢为燃 料，氧为氧化剂，能量转化效率可达70% ，工作电压 通常在0.5-0.9V。 与酸性电解质相比，碱性电解质中阴极的活性过电 位较低，不仅可以使用低载量的贵金属催化剂，还可 以用非贵金属作为电极催化剂。除此之外，碱性燃料 电池成本低，使用的电极材料和电解质 （如KOH ） 比较便宜，具有价格优势。 燃料电池技术燃料电池技术 第第44 章章碱性燃料电池碱性燃料电池 6 4.2 工作原理 燃料电池技术燃料电池技术 第第44 章章碱性燃料电池碱性燃料电池 7 通常AFC由两个多孔电极以及多孔电极之间的碱性 电解质组成，工作原理具体过程为： 碱性燃料电池是以强碱为电解质，氢为燃料，氧为氧化剂的燃料电池， 在阳极，氢 与碱中的OH－在电催化剂作用下，发生氧