氫氧燃料電池按電池結(jié)構(gòu)和工作方式分為離子膜、培根型和石棉膜三類。
1.離子膜氫氧燃料電池:用陽離子交換膜作電解質(zhì)的酸性燃料電池,現(xiàn)代采用全氟磺酸膜。電池放電時,在氧電極處生成水,通過燈芯將水吸出。這種電池在常溫下工作、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕,但離子交換膜內(nèi)阻較大,放電電流密度小。
2.培根型燃料電池:屬堿性電池。氫、氧電極都是雙層多孔鎳電極(內(nèi)外層孔徑不同),加鉑作催化劑。電解質(zhì)為80%~85%的苛性鉀溶液,室溫下是固體,在電池工作溫度(204~260°C)下為液體。這種電池能量利用率較高,但自耗電大,起動和停機需較長的時間(起動需24小時,停機17小時)。
3.石棉膜燃料電池:也屬堿性電池。氫電極由多孔鎳片加鉑、鈀催化劑制成,氧電極是多孔銀極片,兩電極夾有含35%苛性鉀溶液的石棉膜,再以有槽鎳片緊壓在兩極板上作為集流器,構(gòu)成氣室,封裝成單體電池。放電時在氫電極一邊生成水,可以用循環(huán)氫的辦法排出,亦可用靜態(tài)排水法。這種電池的起動時間僅15分鐘,并可瞬時停機。 比磷酸鐵鋰電池要更環(huán)保。
工作時向負極供給燃料(氫),向正極供給氧化劑(氧氣)。氫在負極上的催化劑的作用下分解成正離子H+和電子e-。氫離子進入電解液中,而電子則沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上,氧氣同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。
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