磷酸燃料電池的原理

燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)氣(qi)體或城市(shi)煤氣(qi)添加水(shui)(shui)蒸(zheng)氣(qi)后送到改質器，把燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)(cheng)H2、CO和(he)水(shui)(shui)蒸(zheng)氣(qi)的混(hun)合物，CO和(he)水(shui)(shui)進一步(bu)在移位反(fan)應器中經觸媒(mei)劑轉(zhuan)化(hua)成(cheng)(cheng)H2和(he)CO2。經過(guo)如此(ci)處理后的燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)氣(qi)體進入燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)堆的負極(ji)（燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)極(ji)），同時將氧輸送到燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)堆的正(zheng)極(ji)（空氣(qi)極(ji)）進行(xing)化(hua)學反(fan)應，借(jie)助觸媒(mei)劑的作用(yong)迅(xun)速(su)產生(sheng)電能和(he)熱能。

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磷酸燃料電池反應方程式

陽極反應(ying)：H2+2e- →2H+

陰極反(fan)應(ying)：1/2O2+2H+ → H2O+2e-

總反(fan)應： 1/2O2 +H2 → H2O

磷酸燃料電池的特點

1、較高的(de)工作(zuo)溫度使其對雜質(zhi)的(de)耐受性較強，當其反應物(wu)中含有1-2%的(de)一氧(yang)化碳和百萬分之(zhi)幾(ji)的(de)硫(liu)時(shi)，磷(lin)酸燃料(liao)電池照(zhao)樣可以工作(zuo)。

2、磷(lin)酸燃料(liao)電池的效率(lv)比(bi)其它燃料(liao)電池低，約為(wei)40%，其加(jia)熱的時(shi)間也比(bi)質子交(jiao)換膜燃料(liao)電池長。

3、構造簡單，穩定(ding)，電解質(zhi)揮發度低。

4、發電效(xiao)率高、清潔(jie)、適應多樣燃料(liao)、無噪音(yin)、運轉費(fei)低、設置(zhi)場所限制少、大氣壓運轉容易操作、安全性(xing)優良、部分負荷特(te)性(xing)好(hao)

磷酸燃料電池的應用

1、用于發電廠

PAFC 用(yong)于發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)包括兩種情形：分散(san)型發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)，容(rong)量(liang)在 10～20 MW 之間，安裝(zhuang)在配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)分站(zhan)；中心(xin)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)型發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)，裝(zhuang)機容(rong)量(liang)在100MW 以(yi)上，可以(yi)作為(wei)(wei)中等規模熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)。PAFC 電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)比起一般發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)具有如(ru)下優點：即(ji)使在發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)負荷較低時(shi)，依然保持高的(de)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)效率(lv)；由于采用(yong)模板結構，現(xian)場安裝(zhuang)，簡單、省(sheng)時(shi)，并且(qie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)廠(chang)(chang)擴容(rong)容(rong)易。1991年(nian)，東(dong)芝與 IFC 聯合為(wei)(wei)東(dong)京電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力公司建(jian)成了(le)世(shi)界上最(zui)大的(de)11 MW PAFC裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)效率(lv)達41.1%，能量(liang)利用(yong)率(lv)為(wei)(wei)72.7 %。

2、用于現場發電

現場發電(dian)指把(ba) PAFC 直接安裝在用(yong)戶附近，同時提(ti)供熱和電(dian)。這(zhe)被認為是(shi) PAFC 的(de)(de)最佳應用(yong)方(fang)案。這(zhe)種(zhong)方(fang)案的(de)(de)優點(dian)是(shi)：可根據需要(yao)設置(zhi)(zhi)裝機容(rong)量(liang)或(huo)調整發電(dian)負(fu)荷，卻不會影(ying)響(xiang)裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)發電(dian)效率，既使(shi)小容(rong)量(liang)QAFC裝置(zhi)(zhi)也能(neng)達到相當于現代大型熱電(dian)廠(chang)的(de)(de)效率；有效利用(yong)電(dian)和熱，傳輸損失小。1993年9月，大坂煤氣公司(si)在大坂建造了(le)未來型試驗住(zhu)(zhu)宅 NECT21。該住(zhu)(zhu)宅以(yi)100kWPAFC作為主要(yao)電(dian)源，屋(wu)頂(ding)輔(fu)以(yi)太陽能(neng)電(dian)池，開創了(le)一條建設符合環(huan)保和節(jie)能(neng)要(yao)求的(de)(de)獨立電(dian)源系統新方(fang)案。