碱性燃料电池(AFC)以强碱(如KOH、NaOH)为电解质,H2为燃料,纯氧或脱除微量CO2的空气为氧化剂,采用对氧电化学还原具有良好催化活性的Pt/C、Ag、Ag-Au、Ni等为电催化剂制备的多孔气体扩散电极为氧化极,以 Pt-Pd/C、Pt/C、Ni或硼化镍等具有良好催化氢电化学氧化的电催化剂制备的多孔气体电极为氢电极。以无孔炭板、镍板或镀镍甚至镀银、镀金的各种金属(如铝、镁、铁等)板为双极板材料,在板面上可加工各种形状的气体流动通道构成双极板。 1.碱性燃料电池的结构： 碱性燃料电池的结构如图4-15所示。将电极以电解液保持室隔板的形式粘接在塑料制成的电池框架上,然后再加上隔板即构成单体电池。
2.碱性燃料电池的工作原理：
如图4-16所示为碱性石棉膜型氢氧燃料电池的工作原理。
在阳极,氢气与碱中的OH-在电催化剂的作用下,发生氧化反应,生成水和电子,电子通过外电路达到阴极,在阴极电催化剂的作用下,参与氧的还原反应,生成的OH-通过饱浸碱液的多孔石棉迁移到氢电极。阳极和阴极发生的电化学反应为
3.碱性燃料电池的特点：
碱性燃料电池具有以下特点。
①碱性燃料电池具有较高的效率(50%~55%)。
②工作温度大约为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几倍。
③性能可靠,可用非贵金属作催化剂。
④它是燃料电池中生产成本最低的一种电池。
⑤它是技术发展最快的一种电池,主要为空间任务服务,包括为航天飞机提供动力和饮用水,用于交通工具,具有一定的发展和应用前景。
⑥使用具有腐蚀性的液态电解质,具有一定的危险性和容易造成环境污染,此外,为解决CO2毒化所采用的一些方法,如使用循环电解液、吸收CO2等增加了系统的复杂性。
