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燃料電池

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-08-16

在火力發(fā)電設備中,燃料燃燒使水變成水蒸氣,帶動蒸氣輪機,再帶動發(fā)電機,即化學能依次變成熱能、機械能,最后變成電能。在能量轉化中會有損耗。所以在火力發(fā)電中,化學能的利用率只有30~40%。在燃料電池中,燃料的化學能直接轉化成電能。正極和負極都用惰性材料(如鐵、氧化鐵、多孔炭、多孔鎳等)制成。負極方面連續(xù)送入煤氣、發(fā)生爐煤氣、水煤氣、氫氣、甲烷和其他碳氫化合物等可燃性物質。正極方面連續(xù)送入空氣或氧氣。電解質可用堿(如氫氧化鉀)的水溶液或熔融的碳酸鹽或金屬氧化物(如碳酸鉀、氧化鎂,后者在使用時會轉化成碳酸鹽)。化學能的利用率高,可達70%左右。下面以氫氧燃料電池為例說明。氫氧燃料電池以氫氣為燃料,氧氣為氧化劑,多孔性碳制成正、負極材料,30%的氫氧化鉀溶液作為電解質。負極上吸附氫氣,正極上吸附氧氣。電池工作時,負極上的氫釋出電子,發(fā)生氧化反應,正極上的氧得到電子,發(fā)生還原反應。這跟氫氣在氧氣中燃燒一樣,但沒有火焰,也不放出熱量,而產(chǎn)生電流。燃料電池消耗燃料,可以節(jié)約金屬資源(跟其他電池比)。在燃料電池中,電極上的氣體分子必須先分解成原子,再在兩極上發(fā)生氧化還原反應,在上述分解中需要特殊的、價格昂貴的催化劑,所以目前尚不易普及,僅用于人造衛(wèi)星、太空站等高科技領域。

 
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