碱性蓄电池日常生活中用的充电电池就属于这类。商品电池中有镍（镉（Ni—Cd）和镍（铁（Ni—Fe）两类，它们的电池反应是反应是在碱性条件下进行的，所以叫碱性蓄电池。它们的电极材料是Ag2O2和Zn，所以叫银（锌电池。这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面。燃料电池氢气，甲烷气，乙醇等物质在氧气中燃烧时，能将化学能直接转化为电能，这种装置叫燃料电池。......
2023-11-18
碱性燃料电池：原理、构造与限制
【摘要】：图6-6给出了碱性燃料电池的原理示意图。与前面两种类型的燃料电池相比，我们注意到在图的底部有一个管道，它将氢气氧化生成的水的一半转移到阴极气室，以便生成氢氧根离子。图6-6 使用氢氧根作为交换离子的碱性燃料电池原理图AFC隔板应该是阴离子的良好传导体，能实现这种功能的大部分都是聚合物。尽管如此，AFC却存在一个致命的弱点，碱性环境对电极金属具有极强腐蚀性，因而AFC的寿命有限。
尽管看上去我们已经实现了用一个反应与另外两个反应的组合，但这里讨论的反应并不是基本反应，因为它们都涉及多个配对。比如，与需要同时添加两个质子不同，反应方程式（6-19）利用氢氧根离子OH-这一中间反应物，可以分解成如下两个步骤进行：
O2-+H+→OH- （6-21）
OH-+H+→H2O （6-22）
在给氧气室提供水的条件下，氢氧根离子可以在两个气室间交换，这将引发以下两个半反应：
H2+2OH-→2H2O+2e- （6-23）
1/2O2+H2O+2e-→2OH- （6-24）
这种以氢氧根为交换离子的燃料电池称为碱性燃料电池（AFC）。它的名字源于电池需要在碱性环境中运行，一般采用氢氧化钾KOH为阳极气室提供氢氧根离子。
图6-6给出了碱性燃料电池的原理示意图。与前面两种类型的燃料电池相比，我们注意到在图的底部有一个管道，它将氢气氧化生成的水的一半转移到阴极气室，以便生成氢氧根离子。
图6-6 使用氢氧根作为交换离子的碱性燃料电池原理图（注意阳极气室生成水的一半回收供给阴极气室）
AFC隔板应该是阴离子的良好传导体，能实现这种功能的大部分都是聚合物。不过，不像PEMFC中使用的质子交换膜，阴离子交换膜的可选择性更大，而且比Nafion膜更容易制作。而对于AFC来说，这一点绝对是其产业化发展的优势。尽管如此，AFC却存在一个致命的弱点，碱性环境对电极金属具有极强腐蚀性，因而AFC的寿命有限。
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