-钾碳酸盐或锂-钠碳酸盐为电解质;固体氧化物燃料电池,以固体氧化物为氧离子导体,如以氧化钇稳定的氧化锆膜为电解质。有时也按电池温度对电池进行分类,分为低温(工作温度低于100℃) 燃料电池,包括碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池;中温燃料电池( 工作温度在100-300℃),包括培根型碱性燃料电池和磷酸型燃料电池;高温燃料电池(工作温度在600-1000℃),包括熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。
83.为什么燃料电池有着很大的发展潜力?
在最近一二十年里,美国特别注意燃料电池的研制工作,日本则在引进美国技术的基础上大力进行技术开发。 燃料电池之所以引起一些发达国家的重视,主要是因为它有以下优点:
01)高效率。由于直接将燃料的化学能转换为电能,中间不经过热能转换,转换效率不受热力学卡诺循环的限制;由于没有机械能的转换,可免除机械传动损耗,再加上转换效率不因发电规模大小而变化,故燃料电池具有较高的转换效率;
02)低噪声、低污染。燃料电池在化学能转换为电能的过程中,没有机械运动的部件,只是控制系统有一部分小型运动部件,故它是低噪音的。此外,燃料电池还是低污染的能源。以磷酸型燃料电池为例,它排放的硫氧化物及氮化物都低于美国规定标准两个数量级;
03)适应性强。燃料电池可以使用各种含氢燃料,如甲烷、甲醇、乙醇、沼气、石油气、天然气和合成煤气等,氧化剂则是取之不尽、用之不竭的空气。燃料电池可以做成一定功率(如40千瓦)的标准组件,按照用户的需要组装成不同的功率和型式,安装在用户最方便的地方。如果需要也可以装成大型电站,与常规供电系统并网使用,这将有助于调节电力负荷;
04)建设周期短,维护简便。燃料电池在形成工业化生产之后,发电装置的各种标准组件,可在工厂进行连续化生产。它运输方便,还能在发电站现场进行组装。有人估算40千瓦磷酸型燃料电池的维护量,仅为同等功率柴油发电机的25%。
由于燃料电池具有这么多优点,美国和日本都十分重视它的发展。
84.什么是纳米电池?
纳米即10-9米,纳米电池即用纳米材料(如:纳米MnO2,LiMn2O4,Ni(OH)2等)制作的电池。纳米材料具有特殊的微观结构和物理化学性能(如量子尺寸效应,表面效应,和隧道量子效应等)。目前国内技术成熟的纳米电池是纳米活性碳纤维电池。主要用于电动汽车、电动摩托和电动助力车上。该种电池可充电循环1000次,连续使用达10年左右。一次充电只需20分钟左右,平路行程达400km,重量在128kg,已经超越美、日等国的电池汽车水平,它们生产的镍氢电池充电约需6-8小时,平路行程300km。