目前燃料动力电池研究的主流方向有什么？碳酸盐燃料动力电池有前景吗？【钜大锂电】

燃料动力电池笔直从化学能（燃料）转换为电能，具有效率高、污染小等优势，近几年来受到各方面的高度重视。熔融碳酸盐燃料动力电池（MCFC）在高温下工作（约650C），可以利用排p气余热和燃气轮机混合发电，因而有更高效率，是目前燃料动力电池研究的主流之一。

以往对MCFC燃料动力电池研究取得了许多成果，Proect）2.85MW的MCFC演示工程，上海交通大学研究成功的15kW的MCFC和正在研究的100kW的MCFC等。尽管如此，作为新一代的能源系统，燃料动力电池工作机理的许多方面，无论是电化学反应过程，还是热量质量传递过程，无论是电池内部氧化剂、燃料的流动过程，还是燃料动力电池的稳态和动态特性都要进一步开展研究，惟有在掌握规律的基础上，才能把这些过程组织好，使燃料动力电池真正能成为高效清洁的能源系统。

本文的重点是研究MCFC电池的动态特性。动态特性的探索不仅对燃料动力电池本身的温度分布、流动状态、性能变化规律的揭示是非常必要的，而且也为燃料动力电池与燃气轮机结合形成混合系统供应必不可少的基础数据。本文研究的MCFC模型的许多物理参数是从上海交通大学燃料动力电池研究所15kW的熔融碳酸盐燃料动力电池得到。

MCFC的内部特性单体的熔融碳酸盐燃料动力电池一般是平板型的，由电极-电解质、燃料流通道、氧化剂流通道和上下隔板组成，见。

燃料动力电池的工作过程为：燃料流中的H2在阳）发生氧化反应，和电解质中的C3-离子用途生成H2O和C2，释放出电子：+2e，氧化剂流中的O2在阴极（Cathode）和CO2用途，并捕获电子，生成CO3-进入电解质：（1/2）O2+CO2+2eCO3-，然后CO32-游离扩散到燃料流的Anode，补充消耗的CO3'Anode萌生的电子通过外电路结ICathode，从而构成了一个包括电子传输和离子移动在内的芫整的回路。电化学反应的强度可以用单位时间内电极板-电解质上单位面积参加电化学反应物质的摩尔数来表示，即电化学反应率为可以看到电化学反应过程伴随着强烈的传质过程，上述工作过程已经说明了O2、CO2、CO3-、H2O的流向。燃料流中每消耗2g物质（玛），就有60g（1/2O2和CO2）物质从氧化剂一侧进入电极，形成CO3-，并穿越电解质，进入燃料流变成CO2和H2O，这个强烈的传质过程对燃料动力电池内部热力学特性的影响是显著的。传质强度可以用质量传递率来表示燃料动力电池内的热量萌生和传递过程结合可以分解如下，电池内部萌生的热量包括电化学反应萌生的热量和电流萌生的电阻热。电化学反应热重要是水的生成热，单位面积电化学反应热为/mol；DS为生成水的熵变，/（mol.K）；7；为电极板-电解质的均匀温度，K.单位面积电流萌生的电阻热为除了电化学反应热和电阻热外，还有燃料流、氧化剂流带入带出燃料动力电池的热量。下一节将建立热量和质量平衡方程，形成燃料动力电池动态过程的数学模型。