环境监测在线分析技术-燃料电池氧分析器

燃料电池是原电池的一种，原电池氧分析仪的电化学反应可以自发进行，不需要外部供电，样品气中的氧和阳极的氧化反应生成阳极的氧化物，类似于氧的燃烧反应，所以这类原电池也被称为“燃料电池”。

燃料电池式氧分析器可以测量微量氧，也可以测量常量氧。燃料电池根据采用的电解质是液体电解液，还是固体电解质（糊状电解液），分为液体燃料电池和固体燃料电池。在液体燃料电池中，根据电解液的性质又分为碱性液体燃料电池和酸性液体燃料电池。

由于烟气中含有CO2、SO2酸性成分，不能用碱性液体燃料电池进行测量，只能用酸性液体燃料电池测量。

酸性液体燃料电池由金阴极+铅阳极（或石墨阳极等）+醋酸电解液组成，酸性燃料电池氧传感器的工作原理结构参见图4.14。

图4.14　酸性燃料电池氧传感器的工作原理结构

1—FEP制成的氧扩散膜；2—电解液（乙酸）；3—用于温度补偿的热敏电阻和负载电阻；4—外电路信号输出；5—石墨阳极；6—金阴极

酸性液体燃料电池电解液为醋酸（乙酸，CH3COOH）溶液，可表示为：(www.xing528.com)

阴极Au∣CH3COOH∣C阳极

被测气体中的氧分子通过FEP（聚全氟乙丙烯）氧扩散膜进入燃料电池，在电极上发生如下反应：

金阴极：

石墨阳极：

电池的综合反应：O2+C=CO2

反应生成的电流与氧含量成正比。该电池适用于被测气体中有酸性成分的场合，例如烟道气的分析，不适用含碱性成分（如NH3等）的气体测量。只能测常量氧，不能用于微量氧测量。