熔融氫氧化物直接碳燃料電池性能的研究.pdf

1、直接碳燃料電池（Direct Carbon Fuel Cell）是一種將碳（碳的衍生物）和氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)而直接產(chǎn)生電能的能量轉(zhuǎn)換裝置，不需要燃燒或氣化過程。直接碳燃料電池具有高效（理論效率100％）、環(huán)境友好和利于二氧化碳回收的特點(diǎn)，若能解決一些關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，正好適用于我國“富煤貧油少氣”的能源結(jié)構(gòu)，可以高效利用豐富的煤炭儲備，在能源和環(huán)保上前景巨大。
　　本文以熔融氫氧化物為電解質(zhì)，對直接碳燃料電池進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究

2、。首先介紹了熔融氫氧化物DCFC的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并對DCFC進(jìn)行了簡要的理論分析和計算。然后，設(shè)計、組裝了直接碳燃料電池單電池模型，并依據(jù)電池本體和陰極材料把電池分為鐵基和鎳基兩種，在自行搭建的電池性能測試裝置上，用最常用的電池現(xiàn)場表征技術(shù)：電流-電壓測量法，測試了不同電解質(zhì)、不同溫度和氧氣流量下DCFC單電池的性能，研究電池極化曲線，并用電化學(xué)阻抗譜法(EIS)進(jìn)行輔助分析。
　　結(jié)果表明，以316L不銹鋼材料做電池，電池不能

3、達(dá)到穩(wěn)態(tài)，并且很快失效；鎳材料能很好的耐熔融氫氧化物的腐蝕，鎳基電池可以穩(wěn)態(tài)輸出。以NaOH-LiOH(70-30mol％)混合物為電解質(zhì)，DCFC單電池產(chǎn)生的電壓很低，開路時僅0.29V，不適合做電池的電解質(zhì)；以NaOH-KOH(51.5-48.5mol％)混合物為電解質(zhì)，電池性能較純NaOH為電解質(zhì)要好。電池性能隨氧氣流量增大而增大，但是繼續(xù)增大，電池性能反而下降，0.4L/min時性能最好。以NaOH-KOH(51.5-48.5m