燃料电池基本元件包含课件.ppt
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- 关 键 词:
- 燃料电池 基本 元件 包含 课件
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1、1關鍵材料與元件(1)2關鍵材料與元件(2)1.電極(electrode):為燃料氧化和氧化劑還原的電化學反應發生的場所;分成陰極(cathode)與陽極(anode)。為多孔結構;厚度一般在200m500m間。2.電解質隔膜(electrolyte membrane):功能是分隔氧化劑和還原劑;並傳導離子其厚度越薄越好。3.集電器(current collector)或稱雙極板(bipolar plate):具有收集電流、疏導反應氣體及分隔氧化劑和還原劑的作用。3關鍵材料與元件(3)4觸媒:a.要對特定的電化學反應有良好的催化活性高選擇性。b.要在一定的電位範圍內耐電解質的腐蝕。c.同時也要
2、具有良好的電子導電性。關鍵材料與元件(4)5關鍵材料與元件(5)6電催化:a.是加速電化學反應中電荷轉移的一種催化作用。b.一般發生在電極與電解質界面上。c.其反應速度與觸媒的活性、電雙層(charge double layer)內電 場及電解質溶液的本性有關。關鍵材料與元件(6)7關鍵材料與元件(7)電極:因其使用之燃料與氧化劑通常為氣體;而氣體在電解質中的溶解度很低;故為了提高燃料電池的實際工作電流密度與減少極化而提出的改善方法;為增加反應電極的表面積而發展出比平板電極高出35個數量級的多孔氣體擴散電極。8a.是使燃料電池由理論研究進入到實際應用的關鍵因素。b.多孔氣體擴散電極的液相質傳邊
3、界層的厚度也從平板電極 的100m壓縮到110m。c.大幅提高了電極的限制電流密度(limiting current density)。d.目前燃料電池所採用的多孔氣體擴散電極的結構可分成多層結構的黏結型電極(bind electrode)及單層燒結型電極(sintered electrode)兩類。圖1為兩者結構之示意圖。關鍵材料與元件(8)9關鍵材料與元件(9)10以下用氫氧燃料電池陰極氧還原反應說明多孔氣體擴散電極內反應物和產物的輸送現象:1/2 O2 2 H+2e-H2O此反應中同時有氧氣、水、電子及質子等四種不同型態與物性的反應物或產物;設計良好的電極須同時能將上述物質輸送抵達或離開
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