关于氢氧燃料电池。
在操作期间,燃料(氢)被供应给负电极,氧化剂(氧)被供应给正电极。氢气在负极催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液,而电子沿着外电路移动到正极。电负载连接到外部电路。在正电极上,电解质中的氧和氢离子吸收到达正电极的电子以形成水。这是水电解反应的逆过程。
氢氧燃料电池根据电池结构和工作方式分为三种:离子膜、培根膜和石棉膜。
①离子交换膜氢氧燃料电池:以阳离子交换膜为电解质的酸性燃料电池,近代采用全氟磺酸膜。当电池放电时,在氧电极处产生水,并通过芯吸出。这种电池工作在常温下,结构紧凑,重量轻,但离子交换膜内阻大,放电电流密度小。
②培根型燃料电池:碱性电池。氢氧电极均为双层多孔镍电极(内层和外层孔径不同),加入铂作为催化剂。电解液为80% ~ 85%的苛性钾溶液,室温下为固体,电池工作温度(204 ~ 260℃)下为液体。这种电池能量利用率高,但耗能大,启停时间长(启动24小时,停止17小时)。
③石棉膜燃料电池:也是碱性电池。氢电极由带有铂和钯催化剂的多孔镍片制成,氧电极是多孔银片。两个电极之间夹有含35%苛性钾溶液的石棉膜,然后将开槽的镍片压紧在两块极板上作为集流体,形成气室,封装成单体电池。放电时,在氢电极一侧产生的水可以通过循环氢或静态排水排出。这款电池的启动时间只有15分钟,可以瞬间停止。氢氧燃料电池
燃料电池通过电解槽将电池的反应产物(水)转化为反应物(氢和氧),然后再利用它产生电能,它由燃料电池和电解槽组成。可用作大功率太阳能电池阵列供电系统的储能装置。有阳光的时候,太阳电池阵给飞船载荷提供电能,也用来电解水生成氢气和氧气,这样就储存了一部分电能。当飞船进入阴影区时,太阳能电池无法发电或电源不足,电源由这种燃料电池提供。