含氮化合物-氧燃料電池

含氮化合物-氧燃料電池是一種燃料電池,其燃料來源於含氮化合物和氧氣,兩者通過化學反應來供能。

基本介紹

  • 中文名:含氮化合物-氧燃料電池
  • 套用領域:化學,能源領域
基本結構,原理,具體套用,攜式電源,固定電源,

基本結構

基本結構主要是由四部分組成,分別為陽極、陰極、電解質和外部電路。通常陽極為氫電極,陰極為氧電極。陽極和陰極上都需要含有一定量的電催化劑,用來加速電極上發生的電化學反應,兩電極之間是電解質。

原理

工作原理相對簡單,主要包括燃料氧化和氧氣還原兩個電極反應及離子傳輸過程。早期的燃料電池結構相對簡單,只需要傳輸離子的電解質和兩個固態電極。當以氫氣為燃料,氧氣為氧化劑時,燃料電池的陰陽極反應和總反應分別為:
陽極:H2→2H+2e
陰極:1/2O2+2H++2e-→H2O
總反應:H2+1/2O2→H2O
其中,H2通過擴散達到陽極,在催化劑作用下被氧化成和e,此後,H通過電解液到達陰極,而電子則通過外電路帶動負載做功後也到達陰極,從而與O2發生還原反應

具體套用

攜式電源

攜帶型電源市場銷售額的逐年増長吸引了許多電源技術,其產品包括:筆記本電腦、手機、收音機及其他需要電源的移動設備,為方便個人攜帶,攜帶型移動電源的基本要求通常要求電源具有高比能量、質輕小巧等特點。而燃料電池的能量密度通常是可充電電池的5到10倍,使其具有較大的競爭力.此外,燃料電池不需要額外充電的特點也使它能適應更長久的野外生活。目前,己有直接甲醇燃料電池(DMFC)和PEMFC被套用為軍用單兵電源和移動充電裝置上。成本、穩定性和壽命將是燃料電池套用於便巧式移動電源的所需要解決的技術問題。

固定電源

固定電源包括緊急備用電源、不間斷電療、偏遠地區獨立電站等。目前,燃料電池每年占據全球約70%的兆瓦級固定電源市場,相比於傳統的鉛酸電池,燃料電池具有更長的運行時間(大約為鉛酸電池的5倍)、更髙的比能皇密度、更小的體積和更好的環境適應性。對於智慧型電網難以到達的偏遠地區和緊急事故發生地,獨立電站被認為是最經濟且可靠的供電方式。在我國多次的地展災害中,燃料電池被用作獨立電站,為救災工作發揮了重要作用。需要注意的是,固定電站通常需要較長的壽命(大於80000小時),這是燃料電池技術套用於固定電站的最大技術挑戰。

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