鹼性燃料電池
鹼性燃料電池(alkaline fuel cell,AFC)是一種燃料電池,由英國發明家法蘭西斯·湯瑪士·培根(Francis Thomas Bacon)所發明,以碳為電極,並使用氫氧化鉀為電解質,操作溫度約為攝氏100~250度(最新的鹼性燃料電池操作溫度約為攝氏23~70度)。NASA早在1960年時便開始將它運用在太空梭的發射及人工衛星上,包括著名的阿波羅計畫也使用這種燃料電池。AFC的電能轉換效率為所有燃料電池中最高的,最高可達70%。
原理
編輯這種燃料電池通過氫和氧之間的氧化還原反應生產電力。氫氧燃料電池有兩個燃料入口,氫及氧各由一個入口進入電池,中間則有一組多孔性石墨電極,電解質則位於碳陰極及碳陽極中央。氫氣經由多孔性碳陽極進入電極中央的氫氧化鉀電解質,在接觸後進行氧化,產生水及電子。
電子經由外電路提供電力並流回陰極,並在陰極與氧及水接觸後反應形成氫氧根離子
最後水蒸汽及熱能由出口離開,氫氧根離子經由氫氧化鉀電解質流回陽極,完成整個電路
優缺點
編輯由於鹼性燃料電池是以氫氧化鉀作為電解質,因此若由進氣口中進入電池的氣體中含有二氧化碳,氫氧化鉀會與二氧化碳反應形成碳酸鉀,碳酸鉀則會堵住碳電極上的孔,氫氣或氧氣無法與電解質接觸,會嚴重影響發電效率。
這種電池的優點則是電能轉換效率十分的高,且其銀或鎳觸媒較其他電池便宜,因此具有一定的商業前景。
參看
編輯參考文獻
編輯- (英文)the encyclopedia of alternative energy and sustainable living http://www.daviddarling.info/encyclopedia/A/AE_alkaline_fuel_cell.html(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- (中文)http://memo.cgu.edu.tw/ching-shiun/General%20Chemistry/fuel%20cell.ppt[永久失效連結]
延伸閱讀
編輯- (中文)觀念化學中文版p.134頁 by John Suchocki 蔡信行 譯
- (英文)General Chemistry by Raymond Chang