熔融碳酸盐燃料电池的组成

• 　　熔融碳酸盐燃料电池主要是由阳极、阴极、电解质基底和集流板或双极板构成。

  　　1、阳极

  　　MCFC的阳极催化剂最早采用银和铂，为降低成本，后来改用了导电性与电催化性能良好的镍。但镍被发现在MCFC的工作温度与电池组装力的作用下会发生烧结和蠕变现象，进而MCFC采用了Ni-Cr或Ni-Al合金等作阳极的电催化剂。加入2%~10%Cr的目的是防止烧结，但Ni-Cr阳极易发生蠕变。另外，Cr还能被电解质锂化，并消耗碳酸盐，Cr的含量减少会减少电解质的损失，但蠕变将增大。相比之下，Ni-Al阳极蠕变小，电解质损失少，蠕变降低是由于合金中生成了。

  　　2、阴极

  　　熔融碳酸盐燃料电池的阴极催化剂普遍采用氧化镍。其典型的制备方法是将多孔镍电极在电池升温过程中就地氧化，而且部分被锂化，形成非化学计量化合物，电极导电性极大提高。但是，这样制备的NiO电极会产生膨胀，向外挤压电池壳体，破坏壳体与电解质基体之间的湿密封。改进这一缺陷的方法有以下几种：

  　　（l）Ni电极先在电池外氧化，再到电池中掺Li;或氧化和掺Li都在电池外进行；

  　　（2）直接用NiO粉进行烧结，在烧结前掺Li，或在电池中掺Li:

  　　（3）在空气中烧结金属镍粉，使烧结和氧化同时完成；

  　　（4）在Ni电极中放置金属丝网（或拉网）以增强结构的稳定性等等。

  　　3、电解质基底

  　　电解质基底是MCFC的重要组成部件，它的使用也是MCFC的特征之一。电解质基底由载体和碳酸盐构成，其中电解质被固定在载体内。基底既是离子导体，又是阴、阳极隔板。它必须具备强度高，耐高温熔盐腐蚀，浸入熔盐电解质后能够阻挡气体通过，而又具有良好的离子导电性能。其塑性可用于电池的气体密封，防止气体外泄，即所谓“湿封”。 当电池的外壳为金属时，湿封是唯一的气体密封方法。

  　　4、集流板（双极板）