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Explanation

燃料电池是一种利用OH-离子（氢氧根离子）作为电解质传导物质的电池。通常在60°C到250°C的温度范围内运行，可以提供几十千瓦的输出功率。在这些反应中，氧气在阴极还原生成水。OH-离子通过电解质传导，迁移到阳极，与氢气发生反应生成水。最常用的电解质是氢氧根（OH-）的水溶液，如氢氧化钾（KOH）。然而，KOH在地球上使用时会与大气中的二氧化碳（CO2）反应生成碳酸钾（K2CO3），降低了OH-离子的浓度，从而降低了电解质的传导性能。此外，K2CO3的低溶解度也会导致固体颗粒的形成，这些颗粒会堵塞气体扩散电极中的通道，降低气体的扩散速度。因此，在地球上使用KOH作为电解质不太合适。然而，在没有CO2的外层空间中，使用KOH是可行的。为了解决这个问题，研究人员目前正在研究能够传导OH-离子的固体聚合物电解质。这些电解质具有不同的化学结构，但它们都具有较高的抗CO2性能。这类电解质的支链端基通常包含-NR3或-PR2基团，其中OH-离子通常用于传导，R是有机基团。尽管这些电解质的抗CO2性能显著提高，但它们仍在研究和探索中，目前尚没有商业化产品。虽然铂系贵重金属的催化性能最好，但这类燃料电池也可以使用非铂金属如镍（Ni）作为催化剂，以降低成本。