Molten carbonate fuel cell

Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) is een brandstofcel werkend met gesmolten carbonaat (CO₃²⁻) als elektrolyt. Dit type brandstofcel wordt vooral gebruikt in grote industriële applicaties en consumeren aardgas of biogas als brandstof.

Werking

Deze soort brandstofcel maakt gebruik van een gesmolten carbonaatmengsel dat bestaat uit een combinatie van ofwel lithiumcarbonaat (Li₂CO₃) met kaliumcarbonaat (K₂CO₃) of lithiumcarbonaat met natriumcarbonaat (Na₂CO₃). Bij temperaturen van 600-700°C bereikt dit mengsel door smeltpuntverlaging een vloeibare staat en wordt zeer geleidend, hierbij zorgen de vrije carbonaationen (CO₃^2-) voor de geleiding. De reacties zien er als volgt uit:

Aan de anode:

${\ce {H2 + CO3^2- <=> H2O +CO2 +2e-}}$

Aan de kathode:

${\ce {1/2O2 +CO2 +2e- <=> CO3^2-}}$

Hier kan men opmerken dat voor elke mol H₂O die gevormd wordt een mol CO₂ overgebracht wordt van de kathode naar de anode, waardoor naast de aanvoer van zuurstof de kathode ook een aanvoer van CO₂ nodig heeft.

De relatief hoge werkingstemperatuur heeft twee belangrijke voordelen. Voor deze cel moet methaan of brandstoffen rijk aan methaan als biogas en aardgas niet door een externe convertor omgezet worden, door de hoge temperatuur vindt een proces genaamd “internal reforming” plaats, waardoor de omvormingsstap overgeslagen wordt, dit verlaagt de kost. Daarnaast bevoordeelt de hoge temperatuur de ionisatie van het waterstof- en zuurstofgas. Hierdoor kan men goedkopere katalysatoren als nikkel of nikkel(II)oxide toepassen.

Externe link

• Fuelcell types

Bronnen, noten en/of referenties