固体氧化物燃料电池的发展现状.pdf

27.6固体氧化物燃料电池（MCFC）

7.6.1固体氧化物燃料电池结构及工作原理

固体氧化物燃料电池的结构示意图固体氧化物燃料电池发电系统构成及示意图

应用场景：作为固定或移动电源，用于家庭、商业、交通运输和军事等不同领域；满足电网不能覆盖

的偏远地区(如山区、草原、海岛、军事设施、航标等)的用电需要以及补充大都市的电力不足；为用

户提供热水和取暖。

2固体氧化物燃料电池工作原理

反应式如下：

阴极：2O+8e4O2-

2

阳极：4O2-+CH2HO+CO+8e

422

总反应：CH+2O2HO+CO

4222

固体氧化物燃料电池工作原理示意图

Ø固体氧化物作为电解质，在较高温度下具有传递O2-离子的能力，在电池中起

传递O2-离子和分离空气、燃料的作用。

27.6.2固体氧化物燃料电池的特点

全固态电池结构，避免了使用液态电解质带来的腐蚀和电

01

解液流失等问题；

燃料适应性广，可以直接使用纯氢和天然气、城市煤气、生物质

02气、液化石油气、NH、HS等气体作为燃料，还可以用甲醇、乙

32

醇，甚至汽油、柴油等高碳链液体作为燃料；

优03适用范围广，既可以用作固定电源，又可以用做小型移动电源，

如汽车辅助电源，手提电脑电源，无线通讯手机电源等；

点

04能量转换率高，直接电能达到60%-65%，热一电联供的效

率可高；

高温操作(500℃～1000℃)，提高了电化学反应速率，降低

05

活化极化电势，并且无需铂等贵金属作为催化剂；

06可高度模块化，总装机容量、安装位置灵活方便等。

不足：电池组装相对困难，其中由过高温度和陶瓷材料脆性引起的技术难题较多。

2管式固体氧化物燃料电池

v优点：电池组装相对简单，不涉及高温密封

这一技术难题，比较容易通过电池单元之间

的并联和串联组合成大规模的电池系统。

v缺点：电池单元制备工艺相当复杂，通常要

采用电化学沉积法制备YSZ电解质膜和双极

连接膜，原料利用率低，造价很高。

管式固体氧化物燃料电池结构