熔融碳酸鹽燃料電池以熔融堿金屬碳酸鹽的混合物組成低共熔體系作電解質，以氧化鎳為正極、鎳為負極的一種燃料電池。其燃料用氫和一氧化碳，氧化劑為空氣。

熔融碳酸鹽燃料電池的組成

熔融碳酸鹽燃料電池主要是由陽極、陰極、電解質基底和集流板或雙極板構成。

1、陽極

MCFC的陽極催化劑最早采用銀和鉑，為降低成本，后來改用了導電性與電催化性能良好的鎳。但鎳被發(fā)現(xiàn)在MCFC的工作溫度與電池組裝力的作用下會發(fā)生燒結和蠕變現(xiàn)象，進而MCFC采用了Ni-Cr或Ni-Al合金等作陽極的電催化劑。加入2%~10%Cr的目的是防止燒結，但Ni-Cr陽極易發(fā)生蠕變。另外，Cr還能被電解質鋰化，并消耗碳酸鹽，Cr的含量減少會減少電解質的損失，但蠕變將增大。相比之下，Ni-Al陽極蠕變小，電解質損失少，蠕變降低是由于合金中生成了。

2、陰極

熔融碳酸鹽燃料電池的陰極催化劑普遍采用氧化鎳。其典型的制備方法是將多孔鎳電極在電池升溫過程中就地氧化，而且部分被鋰化，形成非化學計量化合物，電極導電性極大提高。但是，這樣制備的NiO電極會產生膨脹，向外擠壓電池殼體，破壞殼體與電解質基體之間的濕密封。改進這一缺陷的方法有以下幾種：

（l）Ni電極先在電池外氧化，再到電池中摻Li;或氧化和摻Li都在電池外進行；

（2）直接用NiO粉進行燒結，在燒結前摻Li，或在電池中摻Li：

（3）在空氣中燒結金屬鎳粉，使燒結和氧化同時完成；

（4）在Ni電極中放置金屬絲網(wǎng)（或拉網(wǎng)）以增強結構的穩(wěn)定性等等。

3、電解質基底

電解質基底是MCFC的重要組成部件，它的使用也是MCFC的特征之一。電解質基底由載體和碳酸鹽構成，其中電解質被固定在載體內。基底既是離子導體，又是陰、陽極隔板。它必須具備強度高，耐高溫熔鹽腐蝕，浸入熔鹽電解質后能夠阻擋氣體通過，而又具有良好的離子導電性能。其塑性可用于電池的氣體密封，防止氣體外泄，即所謂“濕封”。當電池的外殼為金屬時，濕封是唯一的氣體密封方法。

4、集流板（雙極板）

雙極板能夠分隔氧化劑和還原劑，并提供氣體的流動通道，同時還起著集流導電的作用，因此也稱作集流板或隔離板。它一般采用不銹鋼（如SS316，SS310）制成。在電池工作環(huán)境中，陰極側的不銹鋼表面生成，其內層又有氧化鉻，二者均起到鈍化膜的作用，減緩不銹鋼的腐蝕速度。SS310不銹鋼由于鉻鎳含量高于SS316，因而耐蝕性能更好。一般而言，陽極側的腐蝕速度大于陰極側。雙極板腐蝕后的產物會導致79483MD增大，進而引起電池的歐姆極化加劇。為減緩雙極板陽極側的腐蝕速度，采取了在該側鍍鎳的措施。MCFC是靠浸入熔鹽的偏鋁酸埋隔膜密封，稱濕密封。為防止在濕密封處造成原電池腐蝕，雙極板的濕密封處通常采用鋁涂層進行保護。在電池的_上作條件下，該涂層會生成致密的偏鋁酸鏗絕緣層。

5、電池整體結構

熔融碳酸鹽燃料電池組均按壓濾機方式進行組裝，在隔膜兩側分置陰極和陽極，再置雙極板，周而復始進行，最終由單電池堆積成電池堆。氧化氣體和燃料氣分別進入各節(jié)電池孔道（稱氣體分布管），MCFC電池組的氣體分布管有兩種方式：內氣體分布管和外氣體分布管。近年國外逐漸傾向采用內分布管方式，并對其進行了改進。氧化與還原氣體在電池內的相互流動有并流、對流和錯流三種方式，人部分熔融碳酸鹽燃料電池采用錯流方式。