アルカリ燃料電池電解質の完全なガイド

電解質の比較:水酸化カリウムと水酸化ナトリウム

アルカリ燃料電池の利点

アルカリ燃料電池の短所

結論

アルカリ燃料電池はアルカリ電解質を使用して電気を生成する。これらの燃料電池は、他のすべての燃料電池と同様に、電気化学を利用して化学エネルギーを電気エネルギーに変換する巧妙な技術です。燃料電池は、多孔性グラファイト電極によって囲まれた高温の濃縮水酸化カリウムからなる。水素は一方の端部から導入され、他方の端部から酸素が導入され、得られた電気化学反応が電力を生成するために使用される。燃料電池は、それらが非常に少ない汚染物質を形成し、一定量の「燃料」で長期間にわたって多くの電力を生成するという利点を有する。以下の記事では、アルカリ燃料電池の電解質について説明します。

燃料電池は、その設計の一部として、カソードとアノードとの間でイオンを循環させることができる強アルカリを必要とする。これにより、継続的な電気化学的活性および連続的な電力生産が確保される。水酸化ナトリウムは、原則として電解液としては好ましくない。これは、燃料電池内で形成される廃棄物が、水酸化カリウムと比較して水酸化ナトリウムに溶けにくいためである。この溶解性の差異のために、前者の電解質はクリーナーとしては非効率的であり、後者は電気化学的活性を妨げる副生成物の蓄積を効果的に防止する。

酸素が電気生産プロセスに関与するので、アルカリ性環境は、酸性電解質と比較して酸素をよりよく循環させる能力のために効率を高める。これらの燃料電池は、アルカリ電解質の結果として、室温でより良好に働き、より低い電圧降下で高い電流密度を生成する。これらの利点に加えて、アルカリ燃料電池は、セルおよび電極が低コストの材料から製造されるという事実により、他の電池よりも安価に製造される。これらの燃料電池は、電極に誘起される腐食の欠如および廃棄物の除去容易性のような電解質の特性のために、高い作動時間(15000時間を超える)を有する。これらの要因は、いくつかのものと相まって、アルカリ燃料電池を非常に費用効果的にする。燃料電池は、最適な効率で動作するために、電解液中に触媒を必要とし、これにより反応を加速させる。コスト効率および信頼性は、燃料電池のタイプに存在する代替触媒の数に依存する。アルカリ燃料電池の場合、代替触媒の数は非常に多く、例えば酸電解質燃料電池に利用可能な触媒の数よりも多い。

アルカリ燃料電池は、二酸化炭素を含まない環境に設置する必要があるという欠点がある。これは、電解質の被毒を避けるためである。二酸化炭素がアルカリ環境と接触すると、炭酸塩が形成される。これらの炭酸塩は、多孔性電極を詰まらせ、水素と酸素の流れを遮断して停電を起こす不溶性の塩である。このような事象の発生を防止するためには、入力ガスを極めて良好に浄化する必要がある。浄化のための技術は十分に開発され、利用可能であるが、このプロセスは燃料電池の総コストを増加させ、実用性を低下させる。

パッケージ全体を見ると、利点は欠点よりも重要です。アルカリ燃料電池は、事実上長い間使用されてきた賢明な技術です。