Что такое аммиачный топливный элемент?

Что такое аммиачный топливный элемент?

Аммиачный топливный элемент — это тип топливного элемента, который вырабатывает электроэнергию, используя аммиак в качестве источника водорода для топливного элемента.

Аммиак — это недорогое вещество, которое можно синтезировать в больших количествах, его легче транспортировать и хранить, чем водород, и оно не выделяет углекислый газ при сжигании или разложении.

Аммиачный топливный элемент разрабатывается как более энергоэффективное решение проблем с поставками водорода, связанных с топливными элементами.

Применение аммиачных топливных элементов

Аммиачные топливные элементы все еще находятся на стадии разработки, и в настоящее время в опытном режиме эксплуатируются только около 1 кВт блоков. Однако ожидается, что они будут использоваться в промышленных и жилых системах выработки электроэнергии.

Ожидается, что они будут использоваться в качестве источника выработки электроэнергии из-за своей превосходной энергоэффективности и низкого воздействия на окружающую среду, поскольку они не выделяют углекислый газ или оксиды азота.

Принцип работы аммиачных топливных элементов

Как и другие топливные элементы, аммиачные топливные элементы генерируют электродвижущую силу, преобразуя химическую энергию, вырабатываемую при окислении водорода с образованием воды, в электричество.

Базовая структура аммиачных топливных элементов похожа на структуру твердооксидного топливного элемента, состоящего из топливного электрода, воздушного электрода и твердого электролита из керамики и т. д. Реакция окисления водорода происходит на стороне топливного электрода, а реакция восстановления кислорода — на стороне воздушного электрода.

Однако аммиачные топливные элементы используют другой метод подачи водорода. Вместо водорода из реформированного городского газа аммиак подается непосредственно в устройство. Аммиак разлагается на азот и водород, и поскольку эта реакция является эндотермической, она протекает самопроизвольно без использования катализатора при рабочей температуре твердоэлектролитного топливного элемента, 700 °C или выше, с образованием водорода.

Также ведутся исследования по разработке полимерного электролитного топливного элемента, который может работать при относительно низких температурах, в котором аммиачные топливные элементы предварительно нагреваются для разложения аммиака на водород и азот, которые затем подаются в элемент.