Was sind die Arten von Brennstoffzellen?

Gegenwärtig gibt es 5 Arten bekannter Kraftstoffbatterietypen. Der Name, der dem entsprechenden Elektrolyten zugeordnet ist.

(1) Die alkalische Brennstoffzelle (AFC) - unter Verwendung von Kaliumhydroxidlösung als Elektrolyt.

Die elektrolytische Effizienz ist sehr hoch (bis zu 60,90%), beeinflusst jedoch die Reinheit von Verunreinigungen, wie Kohlendioxid ist sehr empfindlich. Im Betrieb muss es den reinen Wasserstoff und Sauerstoff aufnehmen. Dies schränkt die Anwendung auf die Raumfahrt sowie auf internationale Ingenieur- und andere Bereiche ein.

(2) die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) unter Verwendung eines sehr dünnen Kunststofffilms als Elektrolyt. Dieser Elektrolyt mit hohem Leistungsgewicht und niedriger Arbeitstemperatur ist ein ideales Material für feste und mobile Geräte.

(3) Phosphorsäure-Brennstoffzelle (PAFC) mit 200 ° C hoher Phosphorsäure als Elektrolyt. Es ist sehr gut für den Einsatz in einem dezentralen KWK-System geeignet.

(4) Die Arbeitstemperatur der geschmolzenen Carbonatbrennstoffzelle (MCFC) beträgt 650 ° C. Der Batteriewirkungsgrad ist sehr hoch, aber der Materialbedarf ist hoch.

(5) Feste Chi-Sauerstoff-Brennstoffzelle (SOFC) ist ein fester Elektrolyt (Bohrer)

Steinoxid), Leistung ist sehr gut. Sie müssen das entsprechende Material und den entsprechenden Prozess übernehmen

Technologie, weil die Batterietemperatur ca. 1000 ℃ beträgt.

Brennstoffzelle ist eine Art chemische Energie, die Brennstoff direkt in eine Elektrizitätsanlage umwandelt, die auch als elektrochemische Generatoren bezeichnet wird. Es folgt der Erzeugung von Wasserkraft, Wärmekraft und Kernkraft der vierten Art der Stromerzeugungstechnologie. Aufgrund der chemischen Energie der Brennstoffzelle wird durch elektrochemische Reaktion Brennstoffe von Gibbs freie Energie in Elektrizität umgewandelt, ist nicht durch Auto-Nicht-Zyklus-Effekt begrenzt, so dass der hohe Wirkungsgrad; Darüber hinaus ist die Brennstoffzelle mit Brennstoff und Sauerstoff als keine mechanischen Getriebeteile gleichzeitig ausgestattet, so dass kein Geräuschrohstoff, die Emission schädlicher Gase, selten ist. Lärmbelästigung. Unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung und des Schutzes der ökologischen Umwelt ist die Brennstoffzelle daher die vielversprechendste Energieerzeugungstechnologie. [1]

Die chemische Energie von Kraftstoff und Oxidationsmittel durch elektrochemische Reaktion wird direkt in elektrische Energie umgewandelt. Brennstoffzellen können theoretisch mit einem thermischen Wirkungsgrad von nahezu 100% betrieben werden, haben den sehr hohen Wirkungsgrad. Der tatsächliche Betrieb der Brennstoffzelle war aufgrund verschiedener technischer Faktoren begrenzt, um die gesamte Vorrichtung des Energiedissipationssystems zu berücksichtigen. Der Gesamtumwandlungswirkungsgrad betrug 45% bis 60% mehr Reichweite, wenn man bedenkt, dass die Wärmenutzung mehr als 80% erreichen kann Darüber hinaus enthalten die Brennstoffzellenvorrichtungen wenig oder keine beweglichen Teile, einen zuverlässigen Betrieb, weniger Wartungsaufwand im Vergleich zum herkömmlichen Stromaggregat und sind leise. Zusätzliche elektrochemische Reaktion sauber, vollständig, produziert selten schädliche Substanzen. All dies macht die Brennstoffzelle zu einem vielversprechenden Energiekraftwerk. [2]

Die Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Energieerzeugungsvorrichtung nach den elektrochemischen Methoden der isothermen und direkten Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie ohne einen Wärmekraftmaschinenprozess, der nicht durch einen Carnot-Zyklus, eine hohe Energieumwandlungseffizienz und kein Lärm, keine Verschmutzung begrenzt ist ideale Art der Energienutzung. Gleichzeitig mit der Reifung der Brennstoffzellentechnologie und der Bereitstellung der ausreichenden Erdgasquelle für das West-Ost-Gaspipeline-Projekt bietet die Kommerzialisierung der Brennstoffzellenanwendung breite Aussichten für die Entwicklung. [3]

Brennstoffzelle ist ein Energieumwandlungsgerät, es ist nach dem Prinzip der Elektrochemie, dem galvanischen Batterieprinzip, isotherm in der chemischen Energie des Brennstoffs und Oxidationsmittels direkt in elektrische Energie gespeichert, somit ist der eigentliche Prozess REDOX-Reaktion. Die Brennstoffzelle besteht hauptsächlich aus vier Teilen, nämlich Anode, Kathode, Elektrolyt und externem Kreislauf. Zugang von Brenngas und Oxidationsluft durch Brennstoffzellenanode bzw. Kathode. Brenngas an der Anode entlädt sich elektronisch durch den externen Stromkreis zur Kathode und verbindet sich mit oxidierendem Gas erzeugenden Ionen. Ionen unter der Wirkung eines elektrischen Feldes durch den Elektrolyten zur Anode und einer Brenngasreaktion bilden eine Schleife, einen elektrischen Strom. Gleichzeitig erzeugt die Brennstoffzelle aufgrund ihrer elektrochemischen Reaktion und des Innenwiderstands der Batterie eine bestimmte Wärme. Die Extreme der Yin- und Yang-Batterie haben zusätzlich zu den Leitungselektronen einen REDOX-Reaktionskatalysator. Wenn der Brennstoff eine Kohlenwasserstoffanode ist, ist eine höhere katalytische Aktivität erforderlich. Yin- und Yang-Pole weisen üblicherweise eine poröse Struktur auf, so dass das Reaktionsproduktgas in das Gas sprudelt und austritt. Das Elektrolytion und die Trennung von Brenngas, die Wirkung von oxidierendem Gas. Um zu verhindern, dass sich die beiden Gase vermischen, führt dies zu einem Kurzschluss in der Batterie. Der Elektrolyt weist normalerweise eine dichte Struktur auf. [3]

Brennstoffzelle ist ein elektrochemisches Gerät dieses Prinzips, die Zusammensetzung und allgemeine Batterie sind gleich. Seine Monomerbatterie besteht aus zwei Elektroden (Kathodenelektroden und die Anode die Brennstoffoxidationselektrode) und der Zusammensetzung des Elektrolyten. Anders ist im Allgemeinen das aktive Material in den Batteriespeicherbatterien, daher begrenzen Sie die Batteriekapazität. Und Kraftstoffbatterie positiv und negativ enthält keine Wirkstoffe, ist eine katalytische Umwandlungskomponente. Die Brennstoffzelle soll also chemische Energie in eine Energieumwandlungsmaschine umwandeln. Batterien Kraftstoff und Oxidationsmittel haben externe Versorgung, Reaktion. Im Prinzip können Brennstoffzellen kontinuierlich Strom erzeugen, solange der konstante Input der Reaktanten kontinuierlich aus dem Reaktionsprodukt austritt. Hier zur Wasserstoff - Sauerstoff - Brennstoffzelle als Beispiel zur Veranschaulichung der Brennstoffzelle

Das Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen-Reaktionsprinzip dieser Reaktion ist der umgekehrte Prozess der Elektrolyse von Wasser. Die Elektrode sollte befolgt werden: die Kathode: H2 + oh - 2-2 h2o + 2 e -

Das Positive: 1/2 o2 + H2O + e - 2-2 oh -

Zellantwort: H2 + o2 = = 1/2 H2O

Außerdem kann nur der Brennstoffzellenkörper nicht funktionieren,

Eine Brennstoffzelle

Eine Brennstoffzelle

Haben Sie einen Satz entsprechender Hilfssysteme, einschließlich Reaktantenversorgungssystem, Wärmeabfuhrsystem, Entwässerungssystem, elektrisches Steuersystem und Sicherheitsvorrichtung usw.

Brennstoffzellen werden normalerweise durch eine ionenleitende Elektrolytplatte und den Pol (Anode) auf beiden Seiten der Konfiguration von Brennstoff und Luft (Kathode) gebildet, und auf beiden Seiten des Gasstroms bewirkt der Gasstrom, dass das Brenngas erzeugt wird und Luft (Oxidationsgas) im Durchfluss.

Aufgrund der Arbeit in der Praxis ist der Brennstoffzellenelektrolyt unterschiedlich, nachdem sich auch die mit der Reaktion verbundenen Elektrolytionenspezies unterscheiden. PAFC und Reaktion von PEMFC in Bezug auf Wasserstoffionen (H +), die Reaktion ist:

Kraftstoff ist: H2 = = 2 h + + e - 2 (1)

Luft ist extrem: 2 1/2 o2 + 2 h + + e - = = H2O (2)

Alle: H2 + o2 = = 1/2 H2O (3)

Im Kraftstoff ist die Zufuhr von Brenngas H2 in H + und - e, H + mobil zur elektrolyt- und luftversorgungsseitigen Reaktion von O2.E - über einen externen Lastkreislauf, und dann rückwärts zur Luftseite, an der Luft teilzunehmen Nebenreaktion. Eine Reihe von Reaktionen, die durch den externen Stromkreis kontinuierlich zum e - beitragen, bilden somit die Stromerzeugung. Und aus der Gleichung (3) des Typs H2O ersichtlich, die von H2 und O2 erzeugt wird, hat H2 keine chemische Reaktion, sondern chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Tatsächlich hat die Elektrodenreaktion jedoch einen gewissen Widerstand, kann zu einem Teil der erzeugten Wärmeenergie führen, wodurch der Anteil der in Elektrizität umgewandelten Energie verringert wird. Aufgrund der Reaktion einer Gruppe von Zellen, die als Komponenten bekannt sind, ist die resultierende Spannung normalerweise niedriger als ein Volt. Um größere Anstrengungen zu unternehmen, um ein Mehrschicht-Überlagerungsverfahren für Komponenten für Hochspannungsreaktoren anzuwenden. Die elektrische Verbindung zwischen den Komponenten und zwischen der Brenngas- und Lufttrennung, die als Schindel bezeichnet wird und mit Gas in den oberen und unteren Strömungskomponenten ausgestattet ist. PAFC und die Trennwand aus PEMFC bestehen aus Kohlenstoffmaterialien. Der Haufen der Leistung wird durch das Produkt aus Spannung und Strom, Strom und Batterie im Verhältnis der Reaktionsfläche bestimmt.

PAFC-Elektrolyt konzentrierte wässrige Phosphorsäurelösung und Protonenleitfähigkeit-Polymerelektrolyte für PEMFC-Membranen. Nehmen Sie die porösen Kohlenstoffelektroden an, um die Reaktion mit Pt als Katalysator zu fördern. CO des Brenngases verursacht eine Vergiftung und verringert die Elektrodenleistung. Für PAFC und die Anwendung von PEMFC muss die Menge an CO in Brenngas enthalten sein, insbesondere für die Niedertemperaturarbeit sollte PEMFC streng eingeschränkt werden.

Brennstoffzelle ist die Grundzusammensetzung und das Reaktionsprinzip von Phosphat: Brenngas oder Stadtgas Nach Zugabe von Wasserdampf zur Modifikation wird der Brennstoff in ein Gemisch aus H2, CO und Wasserdampf umgewandelt, CO und Wasser treten im Schichtreaktorkatalysatormittel weiter auf in H2 und CO2. Nach dem Umgang mit dem so von Brenngas in den Haufen der Kathode (Brennstoff), gleichzeitig Sauerstoff zum Positiv (Luft) der Brennstoffanordnung zur chemischen Reaktion befördern, mit der Wirkung des Katalysators schnell zu erzeugen Strom und Wärme.

Typ relative PAFC und PEMFC, die Hochtemperatur-Brennstoffzelle MCFC und SOFC katalysieren nicht, das CO als Hauptbestandteil des Kohlevergasungsgases kann direkt als Brennstoff angewendet werden, ist aber auch einfach zu verwenden, da die hochwertigen Abgase eine Kombination bilden Zyklus Stromerzeugung usw.

MCFC-Hauptkomponenten. Enthält elektrodenreaktionsbezogene Elektrolyte (normalerweise für Li gemischt mit K-Carbonat) und auf und ab mit den folgenden 2 Plattenelektrodenstücken (Kraftstoff mit Luftpol) und zwei Elektroden, jeweils den seitlichen Fluss der Brenngas- und Oxidationsgaskammer, Elektrodenhalter usw. etwa 600 ~ 700 ° C in MCFC-Elektrolyt-Arbeitstemperatur der geschmolzenen Flüssigkeit, die Bildung eines ionenleitenden Körpers. Nickel war poröses Plasmid, die Bildung der Luftkammer mit Korrosionsbeständigkeit von Metall.

Das Arbeitsprinzip ist der MCFC. Luft aus O2 (Luft) kombiniert mit Elektrizität und CO2 erzeugtem CO32 - (Carbonation), Elektrolyt CO32 - wird auf die Kraftstoffseite transportiert, kombiniert mit einer Kraftstoffzufuhr von H +, Freisetzung von e -, H2O und CO2, die bei erzeugt werden die selbe Zeit. Die chemische Reaktion ist wie folgt:

Kraftstoff ist: H2 + CO32 - = = H2O + CO2 + 2 e - (4)

Luft, CO2 + o2 + 2 e - 1/2 = = CO32 - (5)

Alle: H2 + o2 = = 1/2 H2O (6)

Bei der Reaktion wird das Vorhandensein von PAFC aus dem Brennstoff durch den externen Kreislauf in die externe Schleife zurück in die Luft abgegeben, indem ein ununterbrochener Fluss der Energieerzeugung der Brennstoffzelle realisiert wird. Darüber hinaus muss das größte Merkmal von MCFC Hilfe bei der Reaktion auf die CO32 - -Ionen benötigen, daher muss die Zufuhr von Oxidationsgasen Kohlensäuregas enthalten. Im Inneren des Batteriepackkatalysators, der als Hauptbestandteil der CH4-Modifikation von Erdgas in der Batterie dient, wurde die direkt im Inneren der Batterie erzeugte H2-Methode entwickelt. Und unter der Bedingung, dass der Kraftstoff Gas ist, können die Hauptbestandteile der CO- und H2O-Reaktion, die durch H2 erzeugt wird, CO entsprechen, um als Kraftstoff verwendet zu werden. Um eine größere Leistung zu erzielen, verwenden Sie normalerweise Ni-Schindeln und Edelstahl.

SOFC besteht aus keramischen Materialien, Elektrolyt nimmt normalerweise ZrO2 (ZrO2) an, es bildet das O2-leitende Y2O3 (Yttriumoxid) als Stabilisierung von YSZ (stabilisiertes Zirkonoxid) und Verwendung. Kraftstoff wird in der porösen Metallkeramik aus Elektroden Ni und YSZ verwendet. Der Luftpol nimmt LaMnO3 (Lanthanoxid-Mangan) an. Partition mit LaCrO3 (Lanthanoxid und Chrom). Um dies aufgrund der Form der Batterie, des Elektrolyten usw. zu vermeiden. , verursacht durch Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen rissentwickelten Arbeiten unter Niedertemperatur-SOFC. Batterieformen zusätzlich zu den flachen sowie anderen Brennstoffzellen und entwickelt, um eine Spannungskonzentration des Zylinders zu vermeiden. Die SOFC-Gleichung lautet wie folgt:

Kraftstoff ist: H2 + O2 - = = H2O + 2 e - (7)

Luft ist extrem: 1/2 O2 + 2 e - = = O2 - (8)

Alle: H2 + o2 = = 1/2 H2O (9)

Brennstoff, H2 durch den Elektrolyten und mobil, reagiert mit O2 - erzeugtem H2O und e - Luft, die durch O2 und e - O2 erzeugt wird Typ gehört zur Heißarbeit, daher kann im Falle keiner anderen Katalyse direkt intern versucht werden, die in H2 CH4-Gas reformierte Hauptkomponente zu verwenden, und der Gasbestandteil CO kann direkt als Brennstoff verwendet werden.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.