鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2573次 | 2022年03月10日
燃料動力電池和蓄電池有什么區(qū)別
一相同點(diǎn)是:都是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,故都稱為“電池”。
二不同點(diǎn):
1蓄電池使用過程中有充放電循環(huán),而燃料電池?zé)o充放電循環(huán);
2蓄電池是二次電池,而燃料電池是一次電池;
3蓄電池?zé)o持續(xù)供給燃料,并在電池內(nèi)有可逆反應(yīng)發(fā)生,而燃料電池中的反應(yīng)物為持續(xù)供給;
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4蓄電池的電解質(zhì)一般為酸、堿、鹽的水溶液或其他介質(zhì)溶液,燃料電池的電解質(zhì)則可以為固體或熔鹽等(如SOFC的電解質(zhì)可以為固體氧化物);
5蓄電池使用溫度一般為室溫,而不同種類的燃料電池可在許多特定的溫度下運(yùn)行(取決于電解質(zhì)的工作溫度),如SOFC需要在600-1000攝氏度下工作;
1.一次性電池,也叫干電池。因?yàn)檫@種化學(xué)電源裝置其電解質(zhì)是一種不能流動的糊狀物,所以叫做干電池,這是相對于具有可流動電解質(zhì)的電池說的。干電池不僅適用于手電筒、半導(dǎo)體收音機(jī)、收錄機(jī)、照相機(jī)、電子鐘、玩具等,而且也適用于、科研、電信、航海、、醫(yī)學(xué)等國民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)領(lǐng)域,十分好用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,干電池已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)大的家族,到目前為止已經(jīng)約有100多種。常見的有普通鋅-錳干電池、堿性鋅-錳干電池、鎂-錳干電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、鋅-氧化銀電池、鋰-錳電池等。
2.蓄電池是電池中的一種,它的作用是能把有限的電能儲存起來,在合適的地方使用。它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
它用填滿海綿狀鉛的鉛板作負(fù)極,填滿二氧化鉛的鉛板作正極,并用22~28%的稀硫酸作電解質(zhì)。在充電時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,放電時(shí)化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。電池在放電時(shí),金屬鉛是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),被氧化為硫酸鉛;二氧化鉛是正極,發(fā)生還原反應(yīng),被還原為硫酸鉛。電池在用直流電充電時(shí),兩極分別生成鉛和二氧化鉛。移去電源后,它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài),組成化學(xué)電池。鉛蓄電池是能反復(fù)充電、放電的電池,叫做二次電池。它的電壓是2V,通常把三個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)起來使用,電壓是6V。汽車上用的是6個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。鉛蓄電池在使用一段時(shí)間后要補(bǔ)充硫酸,使電解質(zhì)保持含有22~28%的稀硫酸。
3.固體氧化物燃料電池(SolidOxideFuelCell,簡稱SOFC)屬于第三代燃料電池,是一種在中高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置。被普遍認(rèn)為是在未來會與質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)一樣得到廣泛普及應(yīng)用的一種燃料電池。
固體氧化物燃料電池的開發(fā)始于20世紀(jì)40年代,但是在80年代以后其研究才得到蓬勃發(fā)展。
固體氧化物燃料電池是一種新型發(fā)電裝置,其高效率、無污染、全固態(tài)結(jié)構(gòu)和對多種燃料氣體的廣泛適應(yīng)性等,是其廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。
固體氧化物燃料電池單體主要組成部分由電解質(zhì)(electrolyte)、陽極或燃料極(anode,fuelelectrode)、陰極或空氣極(cathode,airelectrode)和連接體(interconnect)或雙極板(bipolarseparator)組成。
固體氧化物燃料電池的工作原理與其他燃料電池相同,在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和固體氧化物電解質(zhì)組成,陽極為燃料發(fā)生氧化的場所,陰極為氧化劑還原的場所,兩極都含有加速電極電化學(xué)反應(yīng)的催化劑。工作時(shí)相當(dāng)于一直流電源,其陽極即電源負(fù)極,陰極為電源正極。
早期開發(fā)出來的SOFC的工作溫度較高,一般在800~1000℃。目前科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)成功中溫固體氧化物燃料電池,其工作溫度一般在800℃左右。一些國家的科學(xué)家也正在努力開發(fā)低溫SOFC,其工作溫度更可以降低至650~700℃。工作溫度的進(jìn)一步降低,使得SOFC的實(shí)際應(yīng)用成為可能。
在固體氧化物燃料電池的陽極一側(cè)持續(xù)通入燃料氣,例如:氫氣(H2)、甲烷(CH4)、城市煤氣等,具有催化作用的陽極表面吸附燃料氣體,并通過陽極的多孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)散到陽極與電解質(zhì)的界面。在陰極一側(cè)持續(xù)通人氧氣或空氣,具有多孔結(jié)構(gòu)的陰極表面吸附氧,由于陰極本身的催化作用,使得O2得到電子變?yōu)镺2-,在化學(xué)勢的作用下,O2-進(jìn)入起電解質(zhì)作用的固體氧離子導(dǎo)體,由于濃度梯度引起擴(kuò)散,最終到達(dá)固體電解質(zhì)與陽極的界面,與燃料氣體發(fā)生反應(yīng),失去的電子通過外電路回到陰極。
燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置,又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。由于燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)能中的吉布斯自由能部分轉(zhuǎn)換成電能,不受卡諾循環(huán)效應(yīng)的限制,因此效率高;另外,燃料電池用燃料和氧氣作為同時(shí)沒有機(jī)械傳動部件,故沒有噪原料,排放出的有害氣體極少;聲污染。由此可見,從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來看,燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。
將燃料與氧化劑的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。燃料電池理論上可在接近100%的熱效率下運(yùn)行,具有很高的經(jīng)濟(jì)性。目前實(shí)際運(yùn)行的各種燃料電池,由于種種技術(shù)因素的限制,再考慮整個(gè)裝置系統(tǒng)的耗能,總的轉(zhuǎn)換效率多在45%~60%范圍內(nèi),如考慮排熱利用可達(dá)80%以上。此外,燃料電池裝置不含或含有很少的運(yùn)動部件,工作可靠,較少需要維修,且比傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組安靜。另外電化學(xué)反應(yīng)清潔、完全,很少產(chǎn)生有害物質(zhì)。所有這一切都使得燃料電池被視作是一種很有發(fā)展前途的能源動力裝置。[2]
燃料電池是一種電化學(xué)的發(fā)電裝置,等溫的按電化學(xué)方式,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能而不必經(jīng)過熱機(jī)過程,不受卡諾循環(huán)限制,因而能量轉(zhuǎn)化效率高,且無噪音,無污染,正在成為理想的能源利用方式。同時(shí),隨著燃料電池技術(shù)不斷成熟,以及西氣東輸工程提供了充足天然氣源,燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用存在著廣闊的發(fā)展前景。
燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)化裝置,它是按電化學(xué)原理,即原電池工作原理,等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,因而實(shí)際過程是氧化還原反應(yīng)。燃料電池主要由四部分組成,即陽極、陰極、電解質(zhì)和外部電路。燃料氣和氧化氣分別由燃料電池的陽極和陰極通入。燃料氣在陽極上放出電子,電子經(jīng)外電路傳導(dǎo)到陰極并與氧化氣結(jié)合生成離子。離子在電場作用下,通過電解質(zhì)遷移到陽極上,與燃料氣反應(yīng),構(gòu)成回路,產(chǎn)生電流。同時(shí),由于本身的電化學(xué)反應(yīng)以及電池的內(nèi)阻,燃料電池還會產(chǎn)生一定的熱量。電池的陰、陽兩極除傳導(dǎo)電子外,也作為氧化還原反應(yīng)的催化劑。當(dāng)燃料為碳?xì)浠衔飼r(shí),陽極要求有更高的催化活性。陰、陽兩極通常為多孔結(jié)構(gòu),以便于反應(yīng)氣體的通入和產(chǎn)物排出。電解質(zhì)起傳遞離子和分離燃料氣、氧化氣的作用。為阻擋兩種氣體混合導(dǎo)致電池內(nèi)短路,電解質(zhì)通常為致密結(jié)構(gòu)。[3]
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