Ein Vollständiger Leitfaden Für Alkalische Brennstoffzellen-Elektrolyte


Ein Vollständiger Leitfaden Für Alkalische Brennstoffzellen-Elektrolyte

Eine alkalische Brennstoffzelle verwendet alkalische Elektrolyte, um Elektrizität zu erzeugen. Diese Brennstoffzellen sind clevere Technologien, die wie alle anderen Brennstoffzellen chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Brennstoffzelle besteht aus heißem, konzentriertem Kaliumhydroxid, das von porösen Graphitelektroden umgeben ist.


Eine alkalische Brennstoffzelle verwendet alkalische Elektrolyte, um Elektrizität zu erzeugen. Diese Brennstoffzellen sind clevere Technologien, die wie alle anderen Brennstoffzellen chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Brennstoffzelle besteht aus heißem, konzentriertem Kaliumhydroxid, das von porösen Graphitelektroden umgeben ist. Wasserstoff wird von einem Ende und Sauerstoff von dem anderen eingeführt; Die resultierenden elektrochemischen Reaktionen werden dann zur Stromerzeugung genutzt. Brennstoffzellen haben den Vorteil, dass sie sehr wenig Schadstoffe bilden und für eine lange Zeit bei einer festen Menge an "Kraftstoff" viel Energie erzeugen. Der folgende Artikel beschreibt alkalische Brennstoffzellenelektrolyte.

Vergleich von Elektrolyten: Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid

Eine Brennstoffzelle erfordert als Teil ihrer Konstruktion ein starkes Alkali, das Ionen zwischen der Kathode und der Anode zirkulieren lassen kann. Dies stellt eine kontinuierliche elektrochemische Aktivität und eine ununterbrochene Stromerzeugung sicher. Als allgemeine Regel ist Natriumhydroxid, obwohl es verwendbar ist, nicht als ein Elektrolyt bevorzugt. Dies liegt daran, dass die Abfallmaterialien, die sich in einer Brennstoffzelle bilden, im Vergleich zu Kaliumhydroxid in Natriumhydroxid weniger löslich sind. Aufgrund dieses Löslichkeitsunterschieds ist der erstgenannte Elektrolyt als Reiniger ineffizient, während der letztere effektiv den Aufbau von Nebenprodukten aufwirbelt, die ansonsten die elektrochemische Aktivität behindern würden.

Vorteile von alkalischen Brennstoffzellen

Da Sauerstoff am Stromerzeugungsprozess beteiligt ist, steigert eine alkalische Umgebung die Effizienz, da Sauerstoff im Vergleich zu sauren Elektrolyten besser zirkulieren kann. Diese Brennstoffzellen arbeiten als Ergebnis eines alkalischen Elektrolyts bei Raumtemperatur besser, um hohe Stromdichten bei geringerem Spannungsabfall zu erzeugen. Zusätzlich zu diesen Vorteilen sind alkalische Brennstoffzellen billiger herzustellen als andere Zellen aufgrund der Tatsache, dass die Zelle und Elektroden aus kostengünstigen Materialien hergestellt sind. Diese Brennstoffzellen haben eine hohe Betriebszeit - mehr als 15000 Stunden - aufgrund der Eigenschaften des Elektrolyten, wie zum Beispiel die fehlende Korrosion, die sie an den Elektroden hervorruft, und die leichte Entfernbarkeit von Abfällen. Diese Faktoren, gekoppelt mit einigen anderen, machen alkalische Brennstoffzellen sehr kosteneffektiv. Brennstoffzellen benötigen, um mit optimaler Effizienz arbeiten zu können, einen Katalysator im Elektrolyten, der die betreffenden Reaktionen beschleunigt. Kosteneffektivität und Zuverlässigkeit hängen von der Anzahl der alternativen Katalysatoren ab, die für den Typ der Brennstoffzelle vorhanden sind. Im Fall von alkalischen Brennstoffzellen ist die Anzahl von alternativen Katalysatoren sehr hoch - höher als beispielsweise die Anzahl von Katalysatoren, die für Säureelektrolytbrennstoffzellen verfügbar sind.

Nachteile von alkalischen Brennstoffzellen

Alkalische Brennstoffzellen haben den Nachteil, dass sie in einer kohlendioxidfreien Umgebung installiert werden müssen.Dies dient dazu, eine Vergiftung des Elektrolyts zu vermeiden. Wenn Kohlendioxid mit der alkalischen Umgebung in Kontakt kommt, bilden sich Karbonate. Diese Carbonate sind unlösliche Salze, die die porösen Elektroden verstopfen und den Fluss von Wasserstoff und Sauerstoff blockieren, was zu einem Stromausfall führt. Um eine solche Ereignisform zu verhindern, müssen die Eingangsgase extrem gut gereinigt werden. Obwohl die Reinigungstechnologie vollständig entwickelt und verfügbar ist, trägt das Verfahren zu den Gesamtkosten der Brennstoffzelle bei und macht sie weniger praktisch.

Fazit

Betrachtet man das Gesamtpaket, überwiegen die Vorteile die Nachteile. Die Alkaline-Brennstoffzelle ist ein cleveres Stück Technik, das seit langem praktisch im Einsatz ist.

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