固體氧化物燃料電池以其全固態結構、更高的能量效率和對多種燃料氣體廣泛適應性等突出特點而有著很大的發展潛力。氫氣是燃料電池常用的燃料，但是氫氣的爆炸極限較寬，安全問題比較嚴重，而且在全世界範圍內，氫氣供應網路的建設也需要很大的投資，這在一定程度上限制了燃料電池的發展，氨氣含氫量高，不含碳，而且氨氣易液化，運輸和貯存也比較方便，是很好的氫源載體。
基本介紹
- 中文名：氨-氧燃料電池
- 外文名：Ammonia - oxygen fuel cell
- 學科：能源工程
- 範圍：能源材料
- 氫氣：氫氣是燃料電池常用的燃料
簡介,作為燃料電池富氫燃料的氨,直接供氨燃料電池,間接供氨式燃料電池,總結,
簡介
固體氧化物燃料電池以其全固態結構、更高的能量效率和對多種燃料氣體廣泛適應性等突出特點而有著很大的發展潛力。氫氣是燃料電池常用的燃料，但是氫氣的爆炸極限較寬，安全問題比較嚴重，而且在全世界範圍內，氫氣供應網路的建設也需要很大的投資，這在一定程度上限制了燃料電池的發展，氨氣含氫量高，不含碳，而且氨氣易液化，運輸和貯存也比較方便，是很好的氫源載體。因此，氨氣作為固體氧化物燃料電池的燃料具有較大優勢，這方面的研究還沒有受到足夠的重視，研究僅集中在以比較厚的高溫質子導體為電解質的固體氧化物燃料電池體系，該體系由於採用厚電解質膜，電池能量密度普遍較低。
作為燃料電池富氫燃料的氨
燃料電池系統要做到結構簡單、高效價廉和使用方便，關鍵在於燃料的供應系統與燃料電池合理配合。從某種意義上講，氨與鹼性燃料電池是一種完美的組合制氨業是一種遍布全球的基礎產業，製造技術成熟、產品成本低, 將氨重整分解成氫氣和氮氣也相對容易，特別是重整後的含氫氣體不必淨化處理就可直接供給鹼性燃料電池使用而鹼性燃料電池又是一種高效價廉的低溫型燃料電池。
採用甲醇、天然氣或汽油重整制氧，重整氣中含有的CO會使大多數（尤其是低溫型）燃料電池所使用的催化劑中毒。由於氨中不含碳元素，故無論直接利用還是重整利用都不會產生有毒的CO。但是氨的重整氣中含有殘餘氨和氮氣，可能對某些類型燃料電池的電解質造成不利影響，必須清除。
氨是有毒的，但是只有當它的濃度達到可被覺察到的濃度1000倍時才會致命；氨具有強烈的刺激性氣味，一旦發生泄漏很容易被發現，並及時補救。氨的燃燒範圍並不大，只有當在空氣中質量分數達到15%～34%オ會發生而氨比空氣輕，泄漏後擴散快，不會積聚。泄漏在大氣中的氨還可以參與自然循環隨雨雪移動、和其他物質反應或被植物吸收。因此氨作為燃料還是安全的，對環境也是友好的。
直接供氨燃料電池
在直接供氨式燃料電池池（DAFC）內，氨被直接輸送到燃料電池的陽極，並在催化劑作用下氧化：
4NH3+3O2+2N2+6H2O
當反應生成液態水時，所產生的電壓為1.172V，氣態時電壓為1.128V，略低於純氫1.228V和1.184V。
間接供氨式燃料電池
間接供氨式燃料電池(IAFC)系統中，氨首先經過重整裝置被分解為氮氣和氫氣，再供給燃料電池。
總結
氨非常適合作為鹼性燃料電池的氫源，隨著鹼性燃料電池技術的發展，氨的套用越來越受到關注。ZAP和 Apollo能源系統公司最近宣布已經在相關的技術開發上取得突破性進展，新研製的燃料電池由泡沫鉛電極製成，比普通酸性鉛電池更加輕巧，電能密度也更大燃料電池中的燃料主要來自氨溶液分解後產生的氫阿。已經計畫開發採用該新技術的新型汽車。
氨作為燃料電池氫能載體，分解裝置結構簡單、效率較高，特別是攜帶方便、價格低、製造技術成熟，非常適合作為車用燃料電池的氫源。氨作為氫能載體，應當是解決燃料電池的氫能來源的有效途徑之一。當然，它的推廣還存在一些問題，例如與 PEMFC一樣，氨燃料電池成本遠高於內燃機，實際效率也還不理想。隨著研究的深入和技術的進步，相信這些問題應當可以解決。
