熔融盐燃料电池

熔融盐燃料电池

23．熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年，上世纪的30~60年代在荷兰得到广泛的发展，而且建成了寿命超过40000小时的电池，可应用于中心电站。现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2）直接作燃料，其工作原理如图所示。请回答下列问题：

（1）B极为_______极，发生_______（填“氧化”或“还原”）反应，该极发生的电极反应为____________________________；

（2）电池总反应为_________________________ 。

23．（1）正还原2CO2+O2+4e－＝2CO32－（2）CO+H2+O2CO2+H2O 13．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃左右，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知：电池的总反应为2H2+O2====2H2O（该电池放电的过程中CO2被循环使用），则下列有关该电池的说法正确的是（）。

A．该电池的正极反应式为：4OH－+4e－===O2+2H2O

B．该电池负极反应为：H2+CO32－－2e－===H2O+CO2

C．当电路中通过a mol电子时，则该电池理论上可供应18a g水蒸气

D．放电时CO32－向正极移动

21．（6分）熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年，上世纪的30~60年代在荷兰得到广泛的发展，而且建成了寿命超过40000小时的电池，可应用于中心电站。现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Ll2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2）直接作燃料，其工作原理如图所示。请回答下列问题：

（1）B极为______极，该极发生的电极反应为________________________；

（2）电池总反应为____________________________________。

21．（6分）（1）正 2CO 2 + O 2 + 4e = 2CO 32― （2）CO + H 2 + O 2 CO 2 +H 2O

23．最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y 2O 3（Y ：钇）的ZrO 2

（Zr ：锆）固体，它在高温下能传导O 2－离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C 4H 10）

代表汽油。

①电池的正极反应式为____________________________________________。

②放电时固体电解质里的O 2－离子的移动方向是向____________极移动（填正或

负）。

23．①O 2+4e －＝2O 2－ ② 负

8．（徐州市2005—2006学年度高三第一次质量检测·11）固体氧化物燃料电池是以

固体氧化锆－氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O 2－）在其间

通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a 、b 均不参与电极反应。下列判断正确的是（ ）。

A ．有O 2参加反应的a 极为电池的负极

B ．b 极的电极反应为：H 2－2e －+O 2－=H 2O

C ．a 极的电极反应为：O 2+2H 2O+4e －= 4OH －

D ．电池的总反应式为：2H 2+O 2 高温

2H 2O

解析：这是氢氧燃料电池，O 2得电子，H 2失电子，所以有O 2参加反应的a 极Ni

650℃

为正极，而有H2参加反应的b极为负极。同时要注意电解质在高温下允许氧离子（O2－）在其间通过，所以正极反应为：O

+4e－=2O2－；负极反应为H2－2e－+O2－=H2O

2

电池的总反应式为：2H2+O2高温2H2O

答案：BD

26．熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气作为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式。

阳极反应式：2CO+2CO32－＝4CO2+4e－

阴极反应式：___________________________________。

26．O2+2CO2+4e－＝2CO32－

7．熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是使用熔融碳酸锂、碳酸钾作电解质的一种新型电池，该电池的工作温度为650℃。负极由镍铬铝合金烧结而成，正极材料为多孔

镍，电池反应为：H2+CO+O2＝CO2+H2O。下列说法不正确

．．．的是（）。

A．负极反应Al－3e－＝Al3+B．燃料气体是氧气

C．正极反应为2CO2+O2+4e－＝2CO32－D．该电池也可用烃类作燃料16．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混和气为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

负极反应式：2CO+2CO32－→4CO2+4e－正极反应式：_____________；

总电他反应式：________________。

16．O2+2CO2+4e－＝2CO32－。2CO+O2＝2CO2。解析：熔融盐燃料电池工作原理跟其它电池相同，在电源的负极，还原剂失去电子，2CO+2CO32－－4e－＝4CO2，正极上氧化剂得到电子，根据题意，氧化剂是O2，CO2也参加反应（但不可能是作为氧化剂），由于负极上消耗CO32－，所以在正极上有CO32－生成，维持CO32－的浓度（如果正极上不生成CO32－，则需要补充大量的CO32－），所以正极上的反应O2+4e－+2CO2＝2CO32－，把正极或负极上发生的反应方程式相加（在得失电子数相等时才能相加）得2CO+O2＝2CO2。

40．以Li2CO3和Na2CO3熔融物为电解质，一极通入CO，另一极通入CO2和O2，组成燃料电池。则下列说法中，正确的是

A．正极反应为：O2+2CO2+4e－→2CO32－

B．负极反应为：CO+4OH－－2e－→CO32－+2H2O

C．正极反应为：O2+4e－→2O2－

D．负极反应为：CO+CO32－－2e－→2CO2

17．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。某该种电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，用CO、空气、CO2作为燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。两极反应为：

2CO+CO32－＝4CO2+4e O2+2CO2+4e＝2CO32－

下列有关该电池判断不正确的是（）。

A．电池总的反应式为2CO+O2＝2CO2

B．CO在负极上被氧化

C．放电时，电池中CO2气体的总量会减少

D．该电池的工作原理可说明Li2CO3的热稳定性较好

14．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃－700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2+O2＝2H2O（该电池放电过程中，CO2被循环利用）。则下列有关该电池的说法正确的是（）。

A．该电池的正极的反应式为：4OH－+4e－＝O2+2H2O

B．该电池负极的反应为：H2+CO32－－2e－＝H2O+CO2

C．当电路中通过a mol电子时，则该电池理论上可供应18a g水蒸气

D．放电时CO32－向正极移动

15．一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率而倍受重视。现有Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2的混合气体，制作650℃时工作的燃料电池，其电池总反应是2CO+O2＝2CO2。则下列说法中正确的是（）。

A．通CO的一极是电池的正极

B．负极电极反应是：O2+2CO2+4e－＝2CO32－

C．熔融盐中CO32－的物质的量在工作时保持不变

D．正极发生氧化反应

12．（05广东）一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料说法正确的是

A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极

B．电池的总反应是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2O

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e－＝2O2－

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e－+13O2＝4CO2+5H2O 13．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是（）。

A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极

B．电池的总反应是：2C4H10+13O2→8CO2 +10H2O

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e－＝2O2－

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e－+13O2－＝4CO2+5H2O 25．（2000年吉、江、浙综合考试）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。装置中可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质。CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，则制得在650℃下工作的燃料电池。试完成有关

的电极反应式：

（1）电极反应式：

正极电极反应式：O2+2CO2+4e－＝2CO32－

负极电极反应式：___________________________________。（2）总电池反应式：____________________________________。25．（1）2CO+2CO32－－4e－＝4CO2（2）2CO+O2＝2CO2

燃料电池原理及习题解答

燃料电池原理及习题解答 在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。书写燃料电池电极反应式一般分为三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，再写出燃料电池的正极反应式；第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。 1、燃料电池总反应方程式的书写 因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H+O=2HO。若燃料是含碳元222素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃2-离子和 COO=CO+2H；在碱性电解质中生成和HO，即CH+2O料电池在酸性电解质中生成CO32242222-- O。，即CH+2OH+2O=CO+3HHO222432、燃料电池正极反应式的书写 因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以 O可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O得电子生成22-2-2-离子，故正极反应式的基础都是 离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。正极产生OO＋4e-=2O2有着密切的关系。这是非常重要的一步。现将与电解质有关的五种情况归纳如下。⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）2-2-2-+离子优先，O离子结合的微粒有H离子和HOO在酸性环境中，离子不能单独存在，可供O2-++。=2HO结合H离子生成H。这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O＋4H+4eO222⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液） 故在中性O生成OH离子只能结合在中性或碱性环境中，O离子也不能单独存在，OH2--或-2-2-离子， 碱性电解质溶液中，正极反应式为O＋2H=4OH。O +4e22 NaCO熔融盐混和物）和⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO3322-2-2-离子，则其正CO离子可结合离子也不能单独存在，在熔融的碳酸盐环境中，O OCO生成322-- +4eO极反应式为＋2CO。=2CO322⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇） 该固体电解质在高温下可允许离子在其间通过，故其正极反应式应为=2O＋O4e。22--，在不2-2-- O 同电解质环境中，其正极反应式4eO综上所述，燃料电池正极反应式本质都是=2O＋2的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 3、燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可 燃性物质。不同的可燃物有不同的书写方式，要想先写出负极反应式相当困难。一般燃料电 池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。 下面主要介绍几种常见的燃料电池。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H，正极通入 O，22总反应为：2H + O === 2HO222电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：

熔融碳酸盐电极反应式书写

?变式训练1：写出铅蓄电池（铅、二氧化铅、硫酸）放电时的电极反应式。 （2010山东卷）29．②以铝材为阳极，在H 2SO 4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为 。 （4）用K 2EO 4和Zn 作原料的电池是一种新型可充电电池，该电池长时间保持稳定的放电电压。其总反应可写成：3Zn ＋2K 2EO 4＋8H 2O 3Zn(OH)2＋2E(OH)3＋ 4KOH ，则充电时的阳极反应是 。 2． 熔融碳酸盐燃料电池是以熔融的碳酸盐为电解质的燃料电池，其工作原理如下图所示： （1）电极b 是该燃料电池的（填“正”或“负”）______极。 （2）若以氢气为燃料，则A 是（填化学式） ，Y 是（填化学式） ； CO 32－的移动方向是移向（填“电极a ”或“电极b ”） ； 电极b 的电极反应 。 （4）该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH 4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。 已知负极的电极反应是CH 4 + 4CO 32- 8e －= 5CO 2 + 2H 2O 。①正极电极反应 。 5．（2010宣武一模26）氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。 （5）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N 2、H 2为电极反应物，以HCl －NH 4Cl 为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。 2、 ⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY 陶瓷（能传导H +），从而实现了高转化率的电解法合成氨。 阴极的电极反应式为 。 8、（2011丰台区26（2）③ 铁屑与石墨能形成微型原电池，SO 32—在酸性条件下 放电生成H 2S 进入气相从而达到从废水中除去Na 2SO 3的目的，写出SO 32—在酸性条件下放电生成H 2S 的电极反应式： 。 答案③ SO 32—+ 8H + + 6e —= H 2S ↑+ 3H 2O （2分） 2．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学 负载 电极 电极 A B X Y Y Y Z － －

干热岩技术与熔盐储能技术结合互补供暖方案

干热岩技术与熔盐储能技术结合互补供暖方案 一、各供暖技术说明 1、干热岩供暖技术 干热岩是埋藏于距地表大约2～6k m深处、温度为150℃～650℃、没有水或蒸气的热岩体。干热岩的热能赋存于各种变质岩或 结晶岩类岩体中，较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪 长岩等。一般干热岩上覆盖有沉积岩或土等隔热。它所储存的热能 约为已探明的地热资源总量的30%。地壳中“干热岩”所蕴含的能 量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。 干热岩供暖的原理比较简单，根据地质情况打出两口深约 2000m至6000m的井，两井相距数百米至千余米。将两井用水力压 裂技术使地下裂隙连通。用高压注水泵向一井内注水，水通过干热 岩层，将干热岩中的热量吸收后，从另一口井中喷出，进入换热器 进行热量交换，换热后的温水再回到注水井中。这样就好象把一个 锅炉放在深部的地下，水在这个系统中不停的循环就可以取出热能 加以利用。 2、熔盐储能供暖技术 熔盐：熔盐也称作熔融盐，通常指无机盐的熔融体。广义的熔 融盐还包括氧化物熔体及熔融有机物。它是世界上公认的最佳高温 传热储热介质，具有储热密度大、价格低、放热工况稳定易调节等 优点。熔盐蓄热供热技术所用的是多种无机盐按不同比例配制而成。 熔盐蓄热：熔盐蓄热式电加热集中供热技术是一项具有自主知 识产权的创新专利技术。该技术利用弃风弃光或谷电加热,通过熔盐 蓄热实现全天的供热，是一种不烧煤不烧气的绿色供热技术，可实 现弃风弃光的就地消纳和电力削峰填谷。项目的核心是掌握熔盐技

术。该项目的工作原理是利用弃风弃光的电能或夜间廉价的低谷电，通过熔盐电加热器将冷盐罐抽出的低温熔盐加热，携带有大量热能 的高温熔盐储存在高温罐中。供热时，热盐泵将高温熔盐输送至熔 盐蒸汽发生器，高温熔盐将热量传递给循环热水，从而产生蒸汽， 蒸汽被送至板式热交换器，实现供暖。换热后的熔盐回流到低温罐，在下一个弃风弃光或低谷电时段经冷盐泵输送至熔盐电加热器进行 蓄热，并完成一个热循环。“尽管国外已经实现了熔盐蓄热在太阳 能热发电中的大规模应用，但将其用于电加热集中供热领域还未见 相关公开报道，我公司提供的“熔盐储能供热”属于国际首创。设 备组成：熔盐储能罐、换热器、自控系统、节能变频控制柜组成。 电能熔盐蓄热在电力低谷期全负荷运行，制得所需要的全部热量。在电力高峰期，热水机组不需要运行，所需热负荷全部由储热 槽来满足。 此策略适于空调使用期短但热负荷量大的场合，如体育场馆、 教堂、舞厅等。 3、干热岩供热和熔盐供热的优缺点比较

熔融盐在光热电站中的应用

熔融盐在光热电站中的应用 在光热电站开发中，熔盐作为一种性能较好的传热、储热工作介质，已成为当前光热 电站实现长时间稳定发电的重要保障。但其同时也面临着易冻堵、价格波动较大等应用障碍。 熔盐储热渐成主流 已经在多个实际电站项目中有应用的传统的熔盐一般由60%的硝酸钠和40%的硝酸钾 混合而成，美国和西班牙的多个CSP电站都采用了这种熔盐。实践证明，配置储热系统可 以使光热发电与不稳定的光伏和风电相抗衡。这样的配置也使CSP电站能够实现24小时 持续供电和输出功率高度可调节的特性，也使其有能力与传统的煤电、燃气发电、核电的 电力生产方式相媲美，具备了作为基础支撑电源与传统火电厂竞争的潜力。 一直以来，更多的可应用于光热发电的储热介质也在被持续研究和开发，但截至目前，还没有一种可以与熔盐相媲美。 历史已经证明了熔盐在光热电站中的应用价值。2019年3月，西班牙Andasol槽式光热发电成为全球首个成功运行的，配置熔盐储热系统的商业化CSP电站。2019年，意大利阿基米德4.9MW槽式CSP电站运行，成为世界上首个使用熔融盐做传热介质，并做储热介 质的光热电站。2019年7月，Torresol能源公司19.9MW的塔式光热电站Gemasolar全球 范围内首次成功实现24小时持续发电，这同样归功于熔盐储热技术的应用。 伴随熔盐储热技术的日渐成熟，越来越多的CSP电站开始使用熔盐技术。见下表： 121 与传统的传热介质导热油相比，熔盐的工作温度更高，而且不易燃，无污染，对环境 较友好。 伴随熔盐作为传热介质的研发应用，多个CSP电站也将采用熔盐作为传热工质。下表 列出了使用熔盐作传热介质的CSP电站项目： 表3：待完成的使用熔盐作传热介质的CSP电站项目列表 熔盐的缺点在表2中也已列出，其最大的属性缺陷在于较高的凝固点，这使其较易造 成集热管管路堵塞。西班牙能源环境技术中心的Jesus Fernández-Reche表示，在储热罐中，熔盐的凝固不会引起太大问题，在西班牙已运行电站的熔盐储热系统中，熔盐罐的温 度每天仅下降约1摄氏度。但在传热系统中，熔盐的冻结将会造成较大风险，严重的可导 致槽式电站集热管的断裂等。 为克服上述缺点，全球多家单位都在进行低熔点熔盐的研制。挪威Yara国际公司、 中国的北京工业大学等机构都宣称已开发出低熔点熔盐，但都尚待实际电站的运行检验。

储能产业发展的几大技术方向

储能产业发展的几大技术方向 发表于：2018-06-01 09:32:58 来源：计鹏新能源作者：贾婧 目前全球和中国储能累计装机中，抽水蓄能最高，占比超过90%，熔融盐储热第二，电化学储能排名第三;从发展速度来看，电化学增长较快，截至2016 年底，全球电化学储能装机规模达1756.5MW，近 5 年复合增长率27.5%，其中以锂离子电池累计规模最大，超过50%以上。

电化学储能具有设备机动性好、响应速度快、能量密度高和循环效率高等优势，是当前储能产业发展和研究的热点，主要应用在电网辅助服务、可再生能源并网、电力输配、分布式发电及微网领域。从我国已投运的电化学储能项目来看，分布式发电及微网领域的装机规模最大，其余依次为可再生能源并网领域、电力辅助服务领域和电力输配领域。 从技术方向来分类，主流电化学储能技术包括先进铅酸电池、锂离子电池、液流电池和钠硫电池等。 传统铅酸蓄电池凭借其安全可靠、容量大、性价比高等优点，在储能领域仍具有稳固的地位。特别近年来，以铅炭电池为代表的新兴铅酸技术的出现，大大弥补了传统铅酸电池比能量低、寿命短等缺点，使其在大规模储能领域的应用成为可能。 锂离子电池由正负电极、隔膜、电解液组成，具有能量密度大、工作温度范围宽、无记忆效应、可快速充放电、环境友好等诸多优点，目前在国内已广泛应用于各类电子产品、新能源车和电化学储能等领域。特别受下游新能源车动力电池需求增长拉动，产业规模和技术发展加速，技术和产业链正在进一步成熟。 液流电池具有充放电性能好、循环寿命长的特点，适合大规模储能应用。目前较为成熟的液流电池体系有全钒、锌溴、铬铁、多硫化钠-溴等双液体系，目前应用和研究最广的为全钒液流电池，但由于成本过高、体积密度低等原因，产业还处于起步阶段。锌溴、铬铁、多硫化钠等电池的技术或被垄断、或处于研发阶段，未能实现产业化。 钠硫电池以单质硫和金属钠为正负极，β-氧化铝陶瓷为电解质和隔膜，其工作温度在300-350 摄氏度之间，具有能量密度高、功率特性好、循环寿命长、成本相对低等优点，其规模约占全球电化学储能总装机量的30-40%，仅次于锂离子电池。但由于技术垄断，目前在国内无法大规模推广。 从技术成熟度、经济性、安全环保性等来看，锂电池是我国发展较快、有望率先带动储能商业化的电化学储能技术。

固体氧化物燃料电池电解质

电化学社会期刊,153(6)A956-A960(2006) 0013-4651/2006/153(6)/ A956/5 / $ 20.00?电化学的社会 比较阳极支撑固体氧化物燃料电池在氢气和甲烷层中使用一层薄薄Ce0.9Gd0.1O1.95和BaCe0.8Y0.2O3?a的电解质的性能Atsuko Tomita,a Shinya Teranishi,b,* Masahiro Nagao,b,* Takashi Hibino,b,**,z and Mitsuru Sano b,** a国立先进工业科学和技术（综合研究所），名古屋463-8560，日本 b环境学研究生院，名古屋大学，名古屋464-8601，日本 在阳极支撑的Ni-Ce0.8Sm0.2O1.9上用溶胶凝胶法制备的多层Ce0.9Gd0.1O1.95/BaCe0.8Y0.2O3-a/Ce0.9Gd0.1O1.95（GDC / BCY / GDC）电解质。整体电解质厚度包括3微米厚的BCY层为30至35微米。当阴极在氢气与阳极在空气中的多层电解质电池在500-700 °C的温度范围内进行测试，它产生846-1024mV的开路电压，均超过了在相同条件下单层GDC的电解质电池获得的753-933mV的开路电压。且在500，600和700℃时相应功率密度的峰值分别为273，731，和1025mW/cm2。多层电解质电池也适用于甲烷固体氧化物燃料电池（SOFC）和含有甲烷和空气混合物的单室固体氧化物燃料电池。这些固体氧化物燃料电池产生880-950 mV的开路电压和无焦化合理的功率密度。 ? 2006电化学学会。分类号：10.1149/1.2186184 保留所有权利。 手稿于2005年11月25日提交;修改稿于2006年1月26日收到。于2006年4月6日通过。 最近人们对在中温700 ° C或以下的固体氧化物燃料电池（SOFC）产生了相当大的兴趣。与聚合物电解质燃料电池（PEFCs）相比，中温固体氧化物燃料电池（固体氧化物燃料电池技术）不仅可以承受高浓度CO，而且可以在更高的电极反应速率中工作。不同于传统的高温固体氧化物燃料电池，中温固体氧化物燃料电池技术允许的碳氢燃料直接使用，大大降低了燃料电池系统的复杂性。一个在固体氧化物燃料电池技术发展的关键问题是高度导电离子电解质的使用，因为在这种条件下会引起固体氧化物燃料电池内过度电阻的运作。铈基氧化物离子导体是前景广阔的电解质表现在其远高于氧化锆（YSZ）的离子电导率。与先进的阳极支持的电池结构结合，氧化铈基固体氧化物燃料电池可以在中温时维持合适的性能。 在使用铈基电解质固体氧化物燃料电池遇到的主要技术问题是部分氧化铈在燃料气氛中会减少。在n -型导电电子中这样的结果造成电池内部局部电子短路。这也导致晶体的晶格膨胀，导致内部电解质或电极界面的电解质被机械降解。因此，氧化铈基固体氧化物燃料电池必须在低于500 ° C加以处理，因为其中的热力学性能会抑制氧化铈减少。 最近，我们提出了一个避免局部氧化铈的减少的有效途径。在掺杂Sm3+或Gd3+的氧化铈基片表面涂上一层0.5毫米厚度的BaO薄膜然后加热至1500 ° C。此时，在薄膜与基片之间的固态反应在基片表面形成一层10微米厚的 BaCe 1?x Sm x (or Gd x )O 3?a 薄层。使用这种有涂层的电解质，氢氧固体氧化物燃 料电池在600-950℃温度范围的开路电压在1伏以上。且中间层在允许无分层和

写给储能投资人：这些数据应该细看

写给储能投资人：这些数据应该细看 5月22-24日，中关村储能产业技术联盟（简称“CNESA”）举办了它的第6届年度盛会“储能国际峰会暨展 览会2017”，并在会上发布了2017年版的《储能产业研究 白皮书》。在白皮书前言里，CNESA 用“波澜不惊、春和景明”概括了当前中国储能行业的发展现状，比去年的“水面初 平云脚低”所描绘的早春状态，有了更加喜人的发展态势。如果说政策和产业的发展是相互促进的过程，今年3月份，我国首个直接指导储能产业发展的综合性政策——《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》征求意见稿中，已经将当前业界最关心的补偿以及市场价格机制提上了议程，包括可再生能源场站中储能的补偿机制、储能参与辅助服务市场及容量市场的补偿机制以及支持用户侧储能通过市场化方式 参与电能交易或辅助服务的政策，并鼓励多元化储能在横纵向互联互补的综合能源体系中体现多种价值，储能的商业化前景跃然纸上。国家能源局能源节约和科技装备司副司长修炳林在此次峰会上还称，该指导意见已经完成意见征求过程，目前正在进行修改完善，并争取尽快发布。该意见征求稿同时还明确了几类具有产业化潜力的储能技术方向，提出针对不同应用场景和需求，要开发分别适用于长时间大容量、短时间大容量、分布式以及高功率等模式应用的储能技术装备。

展开剩余82% 而在此次CNESA公布的白皮书里，一些数据也印证了行业引导政策。分布式和微网储能增长最强劲白皮书显示，2016年中国新增投运储能项目中，用户侧（即分布式发电及微网领域）的装机规模增速最大，为727%（超7倍），与全球的698%（近7倍）的节奏基本保持一致。我国用户侧储能的市场驱动力多来自工商业领域的电费节省 以及在弱电地区与新能源组合对昂贵的柴油发电的替代。不同于国外，发达国家的居民电价普遍高于工商业电价，因此居民应用是发达国家的“光伏+储能”方案的应用主流。阳光三星成为了2016年中国储能企业中最突出的一位，新增装机规模最大，同时代表了一种市场（阳光电源逆变器）和技术（三星SDI电池）优势互补的企业合资典范。早在2002年国家“送电到乡”工程中，阳光电源上万套光伏控制逆变一体机就应用于西北、西南区无电区。而类似的规律还表现在，国内的光伏企业依托海外光伏营销渠道优势积极进入德国、澳大利亚等国家的户用光储和分布式微网等用户侧市场，例如全球光伏电站装机规模第二的协鑫就成立了自己的储能 公司，并提出了在用户侧“光伏+储能+运维”的一体化发展模式。多位专家在此次峰会上表示，借助“一带一路”的历史性机遇，通过参与到电力基础设施落后国家或地区的供电可靠性改善过程中，我国的光储企业在全球市场中的地位将更值得期待。铅炭电池储能或将率先实现大规模盈利因为经济性

氢氧燃料电池

一、氢氧燃料电池 令狐采学 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2， 总反应为：2H2 + O2 === 2H2O 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1．电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极发生的反应为：H2 + 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2 O,所以： 负极的电极反应式为：H2 – 2e- + 2OH- === 2H2O； 正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2 O === 4OH- ，因此， 正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH- 。 2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+ 正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ = == H2O，因此 正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- == = 2O2- ，2O2- + 4H+ === 2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）

负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+ 正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH- 说明： 1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 3.中性溶液反应物中无H+ 和OH- 4.水溶液中不能出现O2- 二、甲醇燃料电池 甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质： 1．碱性电解质（KOH溶液为例） 总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O 正极的电极反应式为：3O2+12e- + 6H20===12OH- 负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH- === CO32-+ 6H2O 2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例） 总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O 正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O 负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同 三、甲烷燃料电池 甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2 KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。 负极发生的反应：CH4 – 8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O，

熔融盐燃料电池具有高的发电效率

1 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：(1999年理综) 负极反应式： 正极反应式：O2+2CO2+4e=2CO32- 总电池反应式： 2（08山东理综） T29．(12分）北京奥运会"祥云火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。 (l）丙烷脱氢可得丙烯。 已知：C3H8(g）=CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g）△H1=156.6KJ·mol－1 CH3CH=CH2(g）=CH4(g)＋HC≡CH(g) △H2=32.4KJ·mol－1 则相同条件下，反应C3H8(g)=CH3CH=CH2(g）＋H2(g）的△H= KJ·mol－1 (2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通人O2和CO2，负极通人丙烷．电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为；放电时，CO32－移向电池的（填“正”，或“负”）极。(3）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2，溶于水达到平衡时，溶液的pH=5.6，c(H2CO3）=l.5×10-5mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3 HCO3－+ H+ 的平衡常数K1= 。（已知：10-5.60=2.5×10-6) (4）常温下，0.lmol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3) c(CO32－）（填“>”、“=”或“＜”)，原因是（用离子方程式和必要的文字说明）。

水导热油熔盐储能介质对比

我国北方广大城镇地区采暖季采用分散燃煤小锅炉、小火炉采暖，造成严重的冬季空气污染，另一方面，这些地区的可再生能源却由于消纳不足，面临着严重的“弃风弃光问题”，因此利用可再生能源开展北方地区电储热供暖具有重要的意义。 北方地区能否顺利推广电储热供暖项目，电采暖项目能否被供热市场接受，最关键的问题就是电储热采暖项目的经济性，本文从电储热供暖项目的投资成本，运行费用入手，针对当前的电价政策，供热价格，分析电储热供暖项目的经济可行性和存在的问题，并给出促进电储热供暖发展的建议。 2、电储热技术

电储热供暖项目是利用电网中的过剩可再生能源，或低谷电价时的电能，通过电加热设备，将电能转化为热能，存储在储热设备中，当需要对外供热时，将存储的热能通过换热器释放，转化为热风、热水、蒸汽等形式对外输出，可满足民用供暖需求，也能够满足工业用热，如下图1所示。 图：电储热供暖项目示意图 根据储热设备的载热材料不同，储热技术主要可分为水储热，固体储热和熔盐储热。 (1)水储热技术就是将热能以热水的形式存储起来，根据存储热水的温度和压力，水储热又可分为常压储热和承压储热;常压储热的温度利用范围一般在35℃~85℃，特点是储热设备投资成本低，无需换热设备，适用于对供热温度要求不高的民用采暖领域，缺点是储能密度小，占地面积大;承压水储热的温度一般在120℃~150℃，优点是储能密度提高，可对外提供蒸汽供热，主要问题是需要承压容器，存在一定安全风险，设备成本较高。下图2是丹麦Aved?re热电厂用于满足地区供热的热水储能罐，容积为2x24,000m3，储热温度为120℃，热水压力10bar。

剖析｜熔盐储热与锂离子电池储能成本对比

剖析｜熔盐储热与锂离子电池储能成本对比 于多份德语资料，计算方式为总资本支出除以一个工作周期内的总储电 量或热量，其中锂电池储能项目的成本还包含了空调和防火措施等基础设施 的投资成本。 如上表，BVES 方面表示，需要注意的是，无论是直接换热还是间接 换热，根据温差和运行方式的不同，具体成本也会有所差别，因此，资料提 供的成本数据范围在25-70 欧元/kWhth 之间。而使用大型锂电池的六个示范系统(由能源供应商STEAG 建造)的储电成本则高达833 欧元/kWhel。 按照上表数据，熔盐储能的成本相比锂电池储电成本具有明显优势。 兼任德国Enolcon 和Storasol 两家公司【Enolcon 公司是一家工程咨询公司，专门为传统电站各可再生能源设施开发商提供项目融资和评估支持服 务;Storasol 公司则创建于2013 年，依托Enolcon 公司开发的技术设计高温储热系统。】总经理的Günter Schneider 博士对上述数据表示赞同。 Schneider 认为，成本对比一直是一个很棘手的问题，因为它们很大程度上取决于基础计算需要涉及哪些设备，如风扇、换热器、泵等。假如初始 成本相同，当温度可以影响储热容量的大小时，每千瓦时热的成本还取决于 储存温度。比如，当储热温度达到550℃时，储热容量约为440℃时的两倍，因而每千瓦时热的储能成本可削减一半。 Schneider 同时指出，技术创新正在使储热成本得到进一步下降。例如，Storasol 公司的新型模块化技术可实现600℃以上的储热温度，该技术使用砂砾或碎石储热，使用室外空气传热。创新型的固态储热介质按床型排 列，可实现快速储热和释热。巨大的表面积可降低空气流速，使得整个运行 系统的压力损失最小化。通过测算，采用该技术储热成本可降低到15~25 欧

燃料电池习题1

燃料电池 所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。书写燃料电池电极反应式一般分为四步： ①写出燃烧反应正确的化学反应方程式； ②根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应； ③写出正极的电极反应式； ④由燃料电池的总反应方程式减去正极的电极反应式得负极的电极反应式 1、燃料电池总反应方程式的书写 因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H 2+O 2=2H 2O 。若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO 2和H 2O ，即CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O ；在碱性电解质中生成CO 32-离子和H 2O ，即CH 4+2OH -+2O 2=CO 32-+3H 2O 。 2、燃料电池正极反应式的书写 因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O 2得电子生成O 2-离子，故正极反应式的基础都是O 2＋4e-=2O 2-。正极产生O 2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非常重要的一步。现将与电解质有关的五种情况归纳如下。 ⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸） 在酸性环境中，O 2-离子不能单独存在，可供O 2-离子结合的微粒有H +离子和H 2O ，O 2-离子优先结合H +离子生成H 2O 。这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O 2＋4H ++4e -=2H 2O 。 ⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液） 在中性或碱性环境中，O 2-离子也不能单独存在，O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O 2＋2H 2O +4e -=4OH -。 ⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物） 在熔融的碳酸盐环境中，O 2-离子也不能单独存在， O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子，则其正极反应式为O 2＋2CO 2 +4e -=2CO 32-。 ⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇） 该固体电解质在高温下可允许O 2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O 2＋4e -=2O 2-。 综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O 2＋4e -=2O 2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 3、燃料电池负极反应式的书写 燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。不同的可燃物有不同的书写方式，要想先写出负极反应式相当困难。一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 O 2 CH 4 H 2SO 4

熔融盐燃料电池

熔融盐燃料电池

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熔融盐燃料电池 23．熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年，上世纪的30~60年代在荷兰得到广泛的发展，而且建成了寿命超过40000小时的电池，可应用于中心电站。现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2）直接作燃料，其工作原理如图所示。请回答下列问题： （1）B极为_______极，发生_______（填“氧化”或“还原”）反应，该极发生的电极反应为____________________________； （2）电池总反应为_________________________ 。 23．（1）正还原2CO2+O2+4e－＝2CO32－（2）CO+H2+O2CO2+H2O 13．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃左右，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知：电池的总反应为2H2+O2====2H2O（该电池放电的过程中CO2被循环使用），则下列有关该电池的说法正确的是（）。 A．该电池的正极反应式为：4OH－+4e－===O2+2H2O B．该电池负极反应为：H2+CO32－－2e－===H2O+CO2 C．当电路中通过a mol电子时，则该电池理论上可供应18a g水蒸气 D．放电时CO32－向正极移动 21．（6分）熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年，上世纪的30~60年代在荷兰得到广泛的发展，而且建成了寿命超过40000小时的电池，可应用于中心电站。现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Ll2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2）直接作燃料，其工作原理如图所示。请回答下列问题： （1）B极为______极，该极发生的电极反应为________________________； （2）电池总反应为____________________________________。 3

熔融盐储能技术及应用现状讲解

熔融盐储能技术及应用现状 随着全球新能源产业的快速发展，风力发电与太阳能等随机性和间歇性很强的发电方式对电网的正常运行管理提出了相当高的挑战，相应地，各类储能（储热）技术也逐渐纳入了人们的视角。熔融盐储能技术是利用硝酸盐等原料作为传热介质，通过新能源发出的热能与熔盐的内能转换来存储或发出能量，一般与太阳能光热发电系统结合，使光热发电系统具备储能和夜间发电能力，满足电网调峰需要，具有很强的经济优势，已经在西班牙、意大利等欧洲地区和部分北美地区等发达国家得到了实际的商业化应用。 一、熔融盐介绍 1.1 熔融盐的特性 熔融盐是盐的熔融态液体，通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体，广义上的熔融盐还包括氧化物熔体及熔融有机物。除了单一无机盐外，将同一类熔融盐按照一定比例混合，或者将不同种类的熔融盐按照一定的配方混合，可以形成多种新型混合共晶熔融盐。这些混合熔融盐可以根据成分配比的不同，获得各种熔点和使用温区的熔融盐工质，能够避免硝酸盐使用温度低、氯化盐熔点温度高等缺点，同时保留熔融盐热稳定性和化学稳定性好、饱和蒸汽压低、比热容大等一系列优点，因此在工业上获得了广泛应用。目前，寻找性能优越的混合熔融盐成为熔融盐传热蓄热研究的主要方向之一。 熔融盐有不同于水溶液的诸多性质，主要包括：①熔融盐为离子熔体，通常由阳离子和阴离子组成，具有良好的导电性能，其导电率比电解质溶液高1个数量级；②具有广泛的使用温度范围，通常的熔融盐使用温度在300～1000℃之间，新研发的低熔点混合熔融盐使用温度更是扩大到了60～1000℃；③饱和蒸汽压低，保证了高温下熔融盐设备的安全性；④热容量大；⑤对物质有较高的溶解能力；⑥低粘度；⑦化学稳定性好；⑧原料易获得，价格低廉，与常见的高温传热蓄热介质——导热油和液态金属相比，绝大多数熔融盐的价格都非常低廉，且容易获得。这些优异的特性使熔融盐被广泛用作热介质、化学反应介质以及核反应介质，尤其近些年来在太阳能热发电系统中，熔融盐得到了广泛的应用。

熔融碳酸盐燃料电池技术及其原理

熔融碳酸盐燃料电池技术及其原理 链接：https://www.wendangku.net/doc/4e9353280.html,/tech/16684.html 熔融碳酸盐燃料电池技术及其原理 熔融碳酸盐型燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC）是第二代燃料电池，由于其电解质是一种存在于偏铝 酸锂（LiAlO2）陶瓷基膜里的熔融碱金属碳酸盐混合物而得其名。熔融碳酸盐燃料电池是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。其电解质是熔融态碳酸盐，通常是锂和钾，或锂和钠金属碳酸盐的二元混合物。反应原理示意图如下： 阴 极： O2 + 2CO2 + 4e - →2CO32- 阳 极： 2H2 + 2CO32- → 2CO2 + 2H2O + 4e– 总反应： O2 ＋ 2H2 → 2H2O 在这一反应中，e-从燃料极被放出，通过外部的回路反回到空气极，由e- 在外部回路中不间断的流动实现了燃料电池发电。另外，MCFC的最大特点是，必须要有有助于反应的CO32-离子，因此，供给的氧化剂气体中必须含有碳酸气体。并且，在电池内部充填触媒，从而将作为天然气主成份的CH4 在电池内部改质，在电池内部直接生成H2 的方法也已开发出来了。而在燃料是煤气的情况下，其主成份CO 和H2O反应生成H2，因此，可以等价地将CO作为燃料来利用。为了获得更大的出力，隔板通常采用Ni和不锈钢来制作。 熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池（600～700℃），具有效率高（高于40%）、噪音低、无污染、燃料多样化（ 氢气、煤气、天然气和生物燃料等）、余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点，是未来的绿色电站。 50年代初，熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）由于其可以作为大规模民用发电装置的前景而引起了世界范围的重视。在这之后，MCFC发展的非常快，它在电池材料、工艺、结构等方面都得到了很大的改进，但电池的工作寿命并不理想。到了80年代，它已被作为第二代燃料电池，而成为实现兆瓦级商品化燃料电池电站的主要研究目标，研制速度日益加快。现在MCFC的主要研制者集中在美国、日本和西欧等国家。现已基本接近商品化生产，但由于其制备成本高而未能广泛应用。 国内开展MCFC研究的单位不太多。哈尔滨电源成套设备研究所在80年代后期曾研究过MCFC，90年代初停止了这 方面的研究工作。1993年中国科学院大连化学物理研究所在中国科学院的资助下开始了MCFC的研究，自制LiAlO2微粉，用冷滚压法和带铸法制备出MCFC用的隔膜，组装了单体电池，其性能已达到国际80年代初的水平。90年代初，中国科学院长春应用化学研究所也开始了MCFC的研究，在LiAlO2微粉的制备方法研究和利用金属间化合物作MCFC 的阳极材料等方面取得了很大进展。北京科技大学于90年代初在国家自然科学基金会的资助下开展了MCFC的研究，主要研究电极材料与电解质的相互作用，提出了用金属间化合物作电极材料以降低它的溶解。中国科学院上海冶金研究所近年来也开始了MCFC的研究，主要着重于研究氧化镍阴极与熔融盐的相互作用。1995年上海交通大学与长庆油田合作开始了MCFC的研究，目标是共同开发5kW～10kW的MCFC。中国科学院电工研究所在"八五"期间，考察了国外MCFC示范电站的系统工程，调查了电站的运行情况，现已开展了MCFC电站系统工程关键技术的研究与开发。 原文地址：https://www.wendangku.net/doc/4e9353280.html,/tech/16684.html 页面 1 / 1

熔融盐燃料电池

熔融盐燃料电池 23．熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年，上世纪的30~60年代在荷兰得到广泛的发展，而且建成了寿命超过40000小时的电池，可应用于中心电站。现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2）直接作燃料，其工作原理如图所示。请回答下列问题： （1）B极为_______极，发生_______（填“氧化”或“还原”）反应，该极发生的电极反应为____________________________； （2）电池总反应为_________________________ 。 23．（1）正还原2CO2+O2+4e－＝2CO32－（2）CO+H2+O2CO2+H2O 13．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃左右，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知：电池的总反应为2H2+O2====2H2O（该电池放电的过程中CO2被循环使用），则下列有关该电池的说法正确的是（）。 A．该电池的正极反应式为：4OH－+4e－===O2+2H2O B．该电池负极反应为：H2+CO32－－2e－===H2O+CO2 C．当电路中通过a mol电子时，则该电池理论上可供应18a g水蒸气 D．放电时CO32－向正极移动 21．（6分）熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年，上世纪的30~60年代在荷兰得到广泛的发展，而且建成了寿命超过40000小时的电池，可应用于中心电站。现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Ll2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2）直接作燃料，其工作原理如图所示。请回答下列问题： （1）B极为______极，该极发生的电极反应为________________________； （2）电池总反应为____________________________________。

熔融盐储能技术

熔融盐储能技术 盐储能技术是目前国际上最为主流的高温蓄热技术之一，具有成本低、热容高、安全性好等优点，已在西班牙等国的太阳能光热发电中得到了实际应用。 一、技术特性 熔融盐储能技术是利用硝酸钠等原料作为传热介质，一般与太阳能光热发电系统结合，使光热发电系统具备储能和夜间发电能力，可满足电网调峰需要。按照热能储存方式不同，太阳能高温储能技术可分为显热储能、潜热储能和混合储能。 显热储能主要是通过某种材料温度的上升或下降而储存热能，是目前技术最成熟、材料来源最丰富、成本最低廉的一种蓄热方式。显热储能包括双罐储能（导热油、熔融盐）、水蒸气储能、固体储能（混凝土、陶瓷）、单罐斜温层储能（导热油、熔融盐）等。 潜热储能主要是通过蓄热材料发生相变时吸收或放出热量来实现能量的储存，具有蓄热密度大，充、放热过程波动温度范围小等优点。潜热储能包括熔盐相变储能、熔盐+无机材料复合相变储能等。 混合储能就是将显热储能、潜热储能等方式结合起来，以取得最好的经济性。混合储能包括相变储能+斜温层储能、相变储能+混凝土储能等。 二、发展现状 西班牙是全球太阳能光热发电产业的领先国家，截至2010年8月，西班牙已建成的太阳能光热发电站装机容量为48.24万千瓦，正在建的为164.3万千瓦，已宣布要建的为108.01万千瓦。其中相当一部分光热发电站均采用熔融盐进行储能。 具体案例包括：2009年投运的西班牙安达索尔（ANDASO）槽式太阳能光热发电站一期工程利用28500吨熔融盐作为储能介质，能够维持电站满负荷运行7.5个小时。目前正在建设的西班牙GEMOSOLAR塔式商业化运行电站也采用熔融盐传热蓄热介质，其他几个计划建设的塔式太阳能光热发电站也准备采用同样的技术手段。 三、应用前景 根据国外的研究表明，高温熔融盐的成本是决定熔融盐能否作为太阳能储能材料的先决条件，若材料成本比较高，用在太阳能光热发电中就不现实。同时，温度对系统操作成本也有很大影响，操作温度高，高温熔融盐蓄热率高，系统发电效率也高，长期来说，就可以降低操作成本。

燃料电池习题完整版

燃料电池习题 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

燃料电池 所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。书写燃料电池电极反应式一般分为四步： ①写出燃烧反应正确的化学反应方程式； ②根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应； ③写出正极的电极反应式； ④由燃料电池的总反应方程式减去正极的电极反应式得负极的电极反应式 1、燃料电池总反应方程式的书写 因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即 2H 2+O 2 =2H 2 O。若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和 电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO 2和H 2 O，即 CH 4+2O 2 =CO 2 +2H 2 O；在碱性电解质中生成CO 3 2-离子和H 2 O，即CH 4 +2OH-+2O 2 =CO 3 2-+3H 2 O。 2、燃料电池正极反应式的书写 因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原 反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O 2 得电子生成O2-离子，故正 极反应式的基础都是O 2 ＋4e-=2O2-。正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非常重要的一步。现将与电解质有关的五种情况归纳如下。 ⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸） 在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H 2 O， O2-离子优先结合H+离子生成H 2O。这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O 2 ＋ 4H++4e-=2H 2 O。 ⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液） 在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H 2 O生成OH-离 子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O 2＋2H 2 O +4e-=4OH-。 ⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO 3和Na 2 CO 3 熔融盐混和物） 在熔融的碳酸盐环境中，O2-离子也不能单独存在， O2-离子可结合CO 2生成CO 3 2-离 子，则其正极反应式为O 2＋2CO 2 +4e-=2CO 3 2-。 ⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇） 该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O 2 ＋4e-=2O2-。 综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O 2 ＋4e-=2O2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 3、燃料电池负极反应式的书写 燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。不同的可燃物有不同的书写方式，要想先写出负极反应式相当困难。一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。