[发明专利]一种熔融碳酸盐燃料电池的性能诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于熔融碳酸盐燃料电池技术领域，特别涉及一种熔融碳酸盐燃料电池的性能诊断方法。

背景技术

燃料电池是一种不经过燃烧而以电化学反应方式将燃料的化学能直接变为电能的发电装置，其最大特点是反应过程不涉及燃烧，因此能量转化效率不受“卡诺循环”的限制，效率高达50％～60％。燃料电池工作时，氢气或其他燃料输入到阳极，并在电极和电解质的界面上发生氢气或其他燃料氧化与氧气还原的电化学反应，产生电流，输出电能。与火力发电方式相比，燃料电池的发电过程不经过燃料的直接燃烧，CO、CO₂、SO₂、NO_x及未燃尽的有害物质排放量极低，是公认的继火电、水电和核电之后的第四种发电方式。因此，燃料电池是集能源、化工、材料与自动化控制等新技术为一体的、具有高效与洁净特色的新电源。

到目前为止，燃料电池已经出现了很多种技术和结构类型，但是根据电解质的不同，一般分为碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cell,AFC)、磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC)、固态氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)和质子交换膜燃料电池(Proton Electrolyte Membrane Fuel Cell,PEMFC)等五大类。MCFC由于其工作温度高(约923K)，高温排气可用于燃气轮机混合发电，具有联合循环发电效率高和电厂结构简单等优点，具有广阔的应用前景，也是最有潜力应用于MW级分布式发电系统的燃料电池之～。MCFC到目前已经有约40年的发展历史，美国日本等发达国家在MCFC方面进行了大量研究，德国GenCell公司开发并示范了40～125kW的中等规模的MCFC示范电站，美国、欧洲、日本也示范了MW级的电站。

我国在MCFC方面的研究还处于初级阶段，目前从事MCFC研究的单位主要有中国科学院大连化学物理研究所、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司以及一些高等院校，但是对MCFC的性能诊断与指导方面尚无相关的论述与著作。在国际上对MCFC的性能诊断方法也比较多，如电池电化学阻抗测试分析、伏安特性分析等，但这些方法都是在电池运行起来之后来进行测试的，本发明中的方法可以提早预测电池的性能，对MCFC的基础研究无论从成本控制还是技术指导都具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种熔融碳酸盐燃料电池的性能诊断方法，对电池试验既有一个宏观的指导，又可以节约电池试验中的成本，对熔融碳酸盐燃料电池的发电试验研究具有重要的实用价值，可有效加快我国在MCFC方面的研究进展。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种熔融碳酸盐燃料电池的性能诊断方法，包括如下具体步骤：

（1）判断熔融碳酸盐燃料电池偏铝酸锂隔膜、碳酸盐电解质及电极之间是否满足下面的匹配关系：

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