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高温燃料电池

基于氧化还原反应的能源产生装置

高温燃料电池是基于氧化还原反应的能源产生装置，包括基于质子交换膜的水电解过程和燃料电池反应。电池中的活性物质不断地从外部送入正、负电极，反应产物从电池中排出，可以连续使用。燃料电池是化学能直接转变成电能的能量转化机器，理论上能量转化率为100%，实际上可达80%。

简介
燃料在电池中直接氧化产生电能的化学电源。电池中的活性物质不断地从外部送入正、负电极，反应产物从电池中排出，可以连续使用。燃料电池是化学能直接转变成电能的能量转化机器，理论上能量转化率为100%，实际上可达80%。
氢-氧燃料电池
电池的活性物质为H2(g)和O2(g)；根据电解质性质的不同有酸性、碱性、熔融盐燃料电池；按使用温度有低温(75～100℃)、中温(100～500℃)、高温(500～1000℃)型燃料电池。例如离子交换膜低温酸性氢-氧燃料电池，正、负极为少量贵金属催化剂与导电金属网制成，将它们分别压于离子交换膜两侧，电解液为高浓度的磷酸，工作温度为40～60℃。又如低温碱性氢-氧燃料电池，负极为镍粉和铂、钯烧结而成，正极为有效面积很大的银电极，电解液为高浓度的KOH溶液，隔膜为石棉膜或钛酸钾膜，工作温度为80～90℃。高温固体电解质燃料电池，复合氧化物(ZrO2)0.85(CaO)0.15、(ZrO2)0.9(Y2O3)0.1，碳酸盐等为固体电解质，高温下它们的离子能够导电。将固体电解质制成短管，在其内外壁涂覆多孔的Pt作为正、负极。工作温度为1000℃。
有机化合物燃料电池
此类电池负极活性物质为CH3OH、NH2NH2(肼)、烷烃、天然气甚至煤炭等有机物，正极为O2或空气等。例如甲醇-氧燃料电池，负极为含有少量贵金属催化剂的Ni电极，正极为Ag电极或载有催化剂的活性碳电极，电解液为H2SO4或KOH溶液等。
展望
对燃料电池研究工作，首先为了使燃料离子化寻找高效价廉的催化剂，其次是流程设备的合理选择，还有电解质高温腐蚀等问题都需要解决，困难较多。磷酸型氢-氧燃料电池、高温固体电解质燃料电池有希望成为民用燃料电池。
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