熔融碳酸鹽燃料電池(Molten Carbonate Fuel Cell),簡(jiǎn)稱(chēng)MCFC。通常被稱(chēng)為第二代燃料電池,因?yàn)轭A(yù)期它將繼磷酸燃料電池之后進(jìn)人商業(yè)化階段。MCFC的電解質(zhì)通常是將鋰鉀或鋰鈉的熔融二元堿金屬碳酸鹽摻到LiAIO、陶瓷基體中制得,在高溫下具有良好的傳導(dǎo)性。
MCFC是高溫燃料電池,與低溫燃料電池相比,有幾個(gè)潛在優(yōu)勢(shì)。首先,在MCFC的工作溫度下,燃料的重整,如天然氣重整,能在電池堆內(nèi)部進(jìn)行,既降低了系統(tǒng)成本,又提高了效率;其次,電池反應(yīng)的高溫余熱可用于工業(yè)加工或鍋爐循環(huán);第三,幾乎所有燃料重整都產(chǎn)生CO,它可使低溫燃料電池電極催化劑中毒,但卻可成為MCFC的燃料。
MCFC的缺點(diǎn)是在其工作溫度下,電解質(zhì)的腐蝕性高,陰極需不斷供應(yīng)CO'.
CO:的供應(yīng)有以下幾個(gè)途徑:
(1)陽(yáng)極尾氣循環(huán)到陰極。在MCFC中通常將陽(yáng)極產(chǎn)生的C02通人陰極進(jìn)行反應(yīng)。這樣做可能會(huì)比較復(fù)雜一些.但可通過(guò)將陽(yáng)極尾氣通入一個(gè)燃燒器,將沒(méi)有反應(yīng)的H2或燃料氣體轉(zhuǎn)變成H2O和c0'.
(2)陽(yáng)極尾氣燃燒后,與陰極進(jìn)氣混合。從燃料器出來(lái)的氣體再與新鮮的空氣混合通人陰極。這個(gè)過(guò)程并不比其他熱燃料電池復(fù)雜,因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程還可以用來(lái)預(yù)熱反應(yīng)物空氣,燃燒未反應(yīng)燃料。
(3)電池堆外CO,源。CO,直接外部供給是以上兩種方法的替代方法,這種方法當(dāng)有現(xiàn)成的CO,供給源時(shí)非常有優(yōu)勢(shì)。
其他不常用的方法有采用一些裝置,如薄膜分離器,將C仇從陽(yáng)極氣體中分離出來(lái)并通人陰極。用這種方法的好處是,可使未反應(yīng)的燃料氣體重新通入陽(yáng)極或做別的用途。