碱性燃料电池

碱性燃料电池原理

使用的电解质为水溶液或稳定的氢氧化钾基质，且电化学反应也与羟基（-OH）从阴极移动到阳极与氢反应生成水和电子略有不同。这些电子是用来为外部电路提供能量，然后才回到阴极与氧和水反应生成更多的羟基离子。

负极反应：2H2 + 4OH- → 4 H2O + 4e-

正极反应：O2 + 2H2O + 4 e- → 4OH-

碱性燃料电池的工作温度大约80℃。因此，它们的启动也很快，但其电力密度却比质子交换膜燃料电池的密度低十来倍，在汽车中使用显得相当笨拙。不过，它们是燃料电池中生产成本最低的一种电池，因此可用于小型的固定发电装置。

如同质子交换膜燃料电池一样，碱性燃料电池对能污染催化剂的一氧化碳和其它杂质也非常敏感。此外，其原料不能含有二氧化碳，因为二氧化碳能与氢氧化钾电解质反应生成碳酸钾，降低电池的性能。

碱性燃料电池分类

1、循环式电解质碱性燃料电池。电解质溶液被泵入燃料电池的碱腔，电解质在碱腔中循环使用。这一设计的优点在于它可以随时更换电解质。

2、固定式电解质碱性燃料电池。电池堆的每一个电池都有一个属于自己的独立的电解质，他被放在两个电解之间的隔膜材料里。这个设计由于其结构的简单性，现已广泛应用于航天飞行器中。

3、可溶解燃料碱性燃料电池。在电解质中混合了肼或氨这类燃料。这个设计成本低，结构紧密，制作简单且易于补充燃料。

碱性燃料电池的优缺点

1、优点

（1）效率高，因为氧在碱性介质中的还原反应比其他酸性介质高。

（2）因为是碱性介质，可以用非铂催化剂。

（3）因工作温度低，碱性介质，所以可以采用镍板做双极板。

2、缺点

因为电解质为碱性，易与CO2生成K2CO3、Na2CO3沉淀，严重影响电池性能，所以必须除去CO2，这给其在常规环境中应用带来很大的困难。

碱性燃料电池的应用

1、航天飞行器用动力电源。

2、军事装备电源。

3、电动汽车用的动力电源。

4、民用发电装置。