磷酸燃料電池的原理

燃料氣體或城市煤氣添加水蒸氣后送到改質(zhì)器，把燃料轉(zhuǎn)化成H2、CO和水蒸氣的混合物，CO和水進(jìn)一步在移位反應(yīng)器中經(jīng)觸媒劑轉(zhuǎn)化成H2和CO2。經(jīng)過如此處理后的燃料氣體進(jìn)入燃料堆的負(fù)極（燃料極），同時將氧輸送到燃料堆的正極（空氣極）進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，借助觸媒劑的作用迅速產(chǎn)生電能和熱能。

磷酸燃料電池反應(yīng)方程式

陽極反應(yīng)：H2 2e- →2H

陰極反應(yīng)：1/2O2 2H → H2O 2e-

總反應(yīng)： 1/2O2 H2 → H2O

磷酸燃料電池的特點(diǎn)

1、較高的工作溫度使其對雜質(zhì)的耐受性較強(qiáng)，當(dāng)其反應(yīng)物中含有1-2%的一氧化碳和百萬分之幾的硫時，磷酸燃料電池照樣可以工作。

2、磷酸燃料電池的效率比其它燃料電池低，約為40%，其加熱的時間也比質(zhì)子交換膜燃料電池長。

3、構(gòu)造簡單，穩(wěn)定，電解質(zhì)揮發(fā)度低。

4、發(fā)電效率高、清潔、適應(yīng)多樣燃料、無噪音、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低、設(shè)置場所限制少、大氣壓運(yùn)轉(zhuǎn)容易操作、安全性優(yōu)良、部分負(fù)荷特性好

磷酸燃料電池的應(yīng)用

1、用于發(fā)電廠

PAFC 用于發(fā)電廠包括兩種情形：分散型發(fā)電廠，容量在 10～20 MW 之間，安裝在配電分站；中心電站型發(fā)電廠，裝機(jī)容量在100MW 以上，可以作為中等規(guī)模熱電廠。PAFC 電廠比起一般發(fā)電廠具有如下優(yōu)點(diǎn)：即使在發(fā)電負(fù)荷較低時，依然保持高的發(fā)電效率；由于采用模板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場安裝，簡單、省時，并且電廠擴(kuò)容容易。1991年，東芝與 IFC 聯(lián)合為東京電力公司建成了世界上最大的11 MW PAFC裝置。該裝置發(fā)電效率達(dá)41.1%，能量利用率為72.7 %。

2、用于現(xiàn)場發(fā)電

現(xiàn)場發(fā)電指把 PAFC 直接安裝在用戶附近，同時提供熱和電。這被認(rèn)為是 PAFC 的最佳應(yīng)用方案。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：可根據(jù)需要設(shè)置裝機(jī)容量或調(diào)整發(fā)電負(fù)荷，卻不會影響裝置的發(fā)電效率，既使小容量QAFC裝置也能達(dá)到相當(dāng)于現(xiàn)代大型熱電廠的效率；有效利用電和熱，傳輸損失小。1993年9月，大坂煤氣公司在大坂建造了未來型試驗(yàn)住宅 NECT21。該住宅以100kWPAFC作為主要電源，屋頂輔以太陽能電池，開創(chuàng)了一條建設(shè)符合環(huán)保和節(jié)能要求的獨(dú)立電源系統(tǒng)新方案。