Protonic-keraaminen polttokenno - Protonic ceramic fuel cell

Kaavio protonia johtavasta polttokennosta

Proottisella keraaminen polttokenno tai pcfc on polttokenno , joka perustuu noin keraaminen, kiinteä, elektrolyytti materiaali protoni johtimen anodi ja katodi . Tällä hetkellä saatavilla olevalla PCFC: llä on riittävän korkea protonien johtavuus korotetuissa lämpötiloissa.

Ne ovat jonkin verran päinvastoin kuin kiinteiden oksidien polttokennot , joissa happi-ionit liikkuvat katodista anodiin katodiksi ja anodissa muodostuu vettä. PCFC tuottaa vettä katodissa.

PCFCs jakaa lämpö ja kineettinen etuja korkean lämpötilan toiminnassa 700 celsiusasteessa sulan karbonaatin ja kiinteäoksidipolttokennojen , samalla kun ne osoittavat kaikki luontaiset edut protonin johtuminen protoninvaihtokalvona polttokennot (PEMFC) ja fosforihappoa polttokennot (PAFC ). Korkea käyttölämpötila on välttämätön erittäin korkean sähköisen muuntotehokkuuden saavuttamiseksi hiilivetypolttoaineilla. Koska PCFC: t käyttävät kiinteää elektrolyyttiä, se ei voi kuivua kuten PEM-polttokennojen kalvot eivätkä ole vaaraa nesteen vuotamisesta kuten PAFC: n yhteydessä.

PCFC: t toimivat korkeissa lämpötiloissa. Ne hapettavat sähkökemiallisesti fossiilisia polttoaineita suoraan anodilla, eivätkä ne vaadi välivaihetta vedyn tuottamiseksi kalliilla uudistusprosesseilla. Hiilivetypolttoaineen kaasumaiset molekyylit imeytyvät anodin pinnalle vesihöyryn läsnä ollessa, ensisijaisena reaktiotuotteena hiilidioksidi ; vetyatomit poistetaan tehokkaasti muuttaakseen H + -ioneiksi ja siirtyen sitten elektrolyyttiin toiselle puolelle ( katodi ), jossa ne reagoivat ilmassa olevan hapen kanssa tuottaakseen vettä. Reaktio tuottaa sähköä ja lämpöä, mikä pitää laitteen sopivassa lämpötilassa.


Katso myös

Lisälukemista

  • Palvelu, Robert F. (12. maaliskuuta 2019). "Uusi polttokenno voisi auttaa korjaamaan uusiutuvan energian varastointiongelman" . Tiede . doi : 10.1126 / science.aax3098 . Haettu 14. maaliskuuta 2019 .
  • Duan, Chuancheng et ai. "Helposti käsiteltävät protoniset keraamiset polttokennot, joilla on korkea suorituskyky alhaisissa lämpötiloissa." Science 349.6254 (2015): 1321-1326.
  • Duan, Chuancheng et ai. "Erittäin kestävät, koksausta ja rikkiä sietävät, polttoainetta joustavat protoniset keraamiset polttokennot." Luonto 557,7704 (2018): 217.
  • Duan, Chuancheng et ai. "Erittäin tehokkaat käännettävät protoniset keraamiset sähkökemialliset kennot sähköntuotantoon ja polttoaineen tuotantoon." Luontoenergia 4.3 (2019): 230.