固态氧化物燃料电池的原理_固态氧化物燃料电池的特点

科通芯城 发表于 2020-01-20 16:09:00 收藏 已收藏
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固态氧化物燃料电池的原理_固态氧化物燃料电池的特点

科通芯城 发表于 2020-01-20 16:09:00
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  固体氧化物燃料电池的组成

  1、电解质(elec2trolyte)

  2、阳极或燃料极(anode,fuelelectrode)

  3、阴极或空气极(cathode,airelectrode)

  4、连接体(intercONnect)

  5、双极分离器(bipolarseparator)

  固态氧化物燃料电池的原理

  和一般燃料电池一样,SOFC也是把反应物的化学能直接转化为电能的电化学装置,只不过工作温度较高,一般在800—1000℃。它也是由阳极、阴极及两极之间的电解质组成。

  在阳极一侧持续通入燃料气,例如H2、CH4、煤气等,具有催化作用的阳极表面吸附燃料气体例如氢,并通过阳极的多孔结构扩散到阳极与电解质的界面。在阴极一侧持续通入氧气或空气,具有多孔结构的阴极表面吸附氧,由于阴极本身的催化作用,使得O2得到电子变为O2-,在化学势的作用下,O2-进入起电解质作用的固体氧离子导体,由于浓度梯度引起扩散,最终到达固体电解质与阳极的界面,与燃料气体发生反应,失去的电子通过外电路回到阴极。

  

  固态氧化物燃料电池的特点

  1、较高的电流密度和功率密度;

  2、阳、阴极极化可忽略,彼化损失集中在电解质内阻降;

  3、可直接使用氢气、烃类(甲烷)、甲醇等作燃料,而不必使用贵金属作催化剂;

  4、避免了中、低温燃料电池的酸碱电解质或熔盐电解质的腐蚀及封接问题;

  5、能提供高质余热,实现热电联产,燃料利用率高,能量利用率高达80%左右,是一种清洁高效的能源系统,可做动力电池使用。

  6、广泛采用陶瓷材料作电解质、阴极和阳极,具有全固态结构;

  7、陶瓷电解质要求中、高温运行(600~1000℃),加快了电池的反应进行,还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原,简化了设备。

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