一文浅析燃料电池的分类及其特点

一、碱性燃料电池  

碱性燃料电池（alkaline fuel cell，简称AFC）采用强碱（如氢氧化钾、氢氧化钠）为电解质，氢气为燃料，纯氧或脱除微量二氧化碳的空气为氧化剂。

该电池采用对氧电化学还原具有良好催化作用的Pt/C（铂/碳）、Ag（银）、Ag/Au（银/金）、Ni（镍）等为电催化剂所制备的多孔气体扩散电极作为氧电极（氧电极是阴极或正极），采用对氢电化学氧化具有良好催化作用的Pt-Pd/C（铂-铅/碳）、Pt/C、Ni或硼化镍等为电催化剂所制备多孔气体电极为氢电极（氢电极是阳极或负极）。

 

图片来源：学堂在线《新能源汽车》  

碱性燃料电池特点包括：

1）具有较高的能量转化效率（约60%）；2）工作温度约80℃，可快速启动； 3）电池可靠性高； 4）可使用非贵金属催化剂，成本低； 5）技术发展较其他燃料电池成熟，可用于航天、交通等； 6）电解质具有腐蚀性，电池系统复杂性较高。    

二、磷酸燃料电池  

磷酸燃料电池（phosphoricacid fuel cell，简称PAFC）是以磷酸为导电电解质的酸性燃料电池。第一代磷酸燃料电池已实现商业化。  

磷酸燃料电池的特点： 1）工作温度较高，处于150~200℃之间； 2）对杂质耐受性较强； 3）电池构造简单、稳定，电解质挥发度低； 4）能量转化效率较低，处于40~50%之间。  

 

图片来源：学堂在线《新能源汽车》    

三、熔融碳酸盐燃料电池  

熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，简称MCFC）是由多孔陶瓷阴极、多孔金属阳极、多孔陶瓷电解质隔膜、金属极板构成的燃料电池。其电解质是熔融态碳酸盐，催化剂为镍合金。熔融碳酸盐燃料电池属于第二代燃料电池。

 

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熔融碳酸盐燃料电池的特点： 1）工作温度高，处于600~700℃之间，电池余热利用价值高； 2）能量转化效率较高，大于60%； 3）电池噪声低、无污染、燃料种类较多； 4）电池制造材料价格低廉。    

四、固体氧化物燃料电池  

固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC）属于第三代燃料电池，是一种在中高温下将化学能转化为电能的燃料电池，被普遍认为在未来可得到广泛应用。  



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（1）固体氧化物燃料电池的优点：

1）全固态结构，不存在电解质渗漏问题，无需配置电解质管理系统，电池寿命长； 2）可用燃料种类多样，包括：天然气、煤气、其他碳氢化合物； 3）能量转化效率较高，大于60%，且能量密度大； 4）工作温度高，约1000℃，电池余热利用价值高； 5）低排放、低噪声。  

（2）固体氧化物燃料电池的缺点：

1）电解质为陶瓷类，易脆裂，电堆组装困难； 2）高温可能使电池龟裂； 3）工作温度高，启动时间长。    

五、直接甲醇燃料电池  

直接甲醇燃料电池 （Direct Methanol Fuel Cell，简称DMFC），它属于质子交换膜燃料电池中的子类，该电池可直接使用水溶液以及蒸汽甲醇为燃料，普通甲醇电池需从甲醇、汽油等物质中提取氢为燃料（含个人理解）。

 

图片来源：学堂在线《新能源汽车》  

直接甲醇燃料电池特点：

1）甲醇来源丰富，价格低廉、储存携带方便； 2）与其他质子膜电池相比，结构更简单、操作更方便； 3）与其他质子膜电池相比，体积能量密度更高； 4）低温时需更多铂催化剂。  





审核编辑：刘清