Fosfaattipolttokenno

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 28. lokakuuta 2017 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Tausta ja varhaiset kokemukset

Suurin ongelma polymeerikalvopolttokennoissa  on veden nopea haihtuminen yli 80 °C:n lämpötiloissa. Tärkeää oli luoda polttokenno, joka toimii 80...200 °C lämpötiloissa (autoteollisuuden ihanteellinen käyttölämpötila on noin 120 °C). Vaihtoehtoisen protonien kantajan valinta osui happoihin  - luonnollisiin protonien lähteisiin. Fosforihappo , jolla on erittäin alhainen höyrynpaine ja suhteellisen alhainen liukoisuus (koska se on keskipitkä happo), osoittautui hyväksi valinnaksi. Samalla ilmeni seuraavat ongelmat:

  1. hapon säilyttäminen
  2. Hapon haihdutus

1900-luvun 60-luvulla ehdotettiin pii- tai asbestimatriisien käyttöä happojen säilyttämiseksi ja niiden haihtumisen estämiseksi. Tämä tekniikka ei oikeuttanut itseään, koska matriiseihin jäi pieni määrä happoa (matriisin massayksikköä kohti) ja retentio oli puhtaasti fyysistä (eli happo pysyi matriisissa kuin vesi vaahtokumisienessä). Happo vuoti ulos, oli tarpeen käyttää erityisiä tarjottimia happojen kanssa. Tällaisen polttokennon käyttö olisi vaikeaa eikä ympäristöystävällistä.

Toinen elämä

Uusi vaihe fosfaattipolttokennojen kehityksessä saavutettiin käyttämällä PBI:tä (poly[2,20-(m-fenyyli)-5,50-bibentsimidatsoli]) matriiseina. Pemeas (nykyisen BASF :n omistuksessa ) aloitti kaupallisten polttokennojen myynnin noin 30 000 käyttötunnilla suorituskyvyn säilyttäen. BASF:n ostettua Pemeasin kaupallisten näytteiden myynti on lakannut, mikä osoittaa yhtiön muita etuja. PBI:n etuna on, että PBI-yksikköä kohti voi olla jopa 10 happomolekyyliä. Optimaalinen dopingtaso (eli happomolekyylien lukumäärä PBI-yksikköä kohti) näyttää olevan 5-7 PBI-molekyyliä.

Tekniikan nykytila

Tällä hetkellä PBI-matriisit (ja niiden analogit) ovat vihdoin korvanneet kaiken muun tyyppiset polymeerimatriisit fosforihappopolttokennoissa.

Linkit

GOST 15596-82 Kemialliset virtalähteet. Termit ja määritelmät