磷酸燃料電池的原理

燃(ran)料(liao)(liao)氣(qi)體或城市煤氣(qi)添加水(shui)蒸氣(qi)后送到(dao)改質器，把燃(ran)料(liao)(liao)轉化成(cheng)H2、CO和(he)水(shui)蒸氣(qi)的混合物，CO和(he)水(shui)進(jin)(jin)一(yi)步(bu)在(zai)移位反應器中經觸媒劑轉化成(cheng)H2和(he)CO2。經過如此處理(li)后的燃(ran)料(liao)(liao)氣(qi)體進(jin)(jin)入燃(ran)料(liao)(liao)堆的負極(ji)(ji)（燃(ran)料(liao)(liao)極(ji)(ji)），同時將(jiang)氧(yang)輸送到(dao)燃(ran)料(liao)(liao)堆的正極(ji)(ji)（空氣(qi)極(ji)(ji)）進(jin)(jin)行化學反應，借助觸媒劑的作用迅速產生電能和(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(yin)極反應：1/2O2+2H+ → H2O+2e-

總反應： 1/2O2 +H2 → H2O

磷酸燃料電池的特點

1、較高的工作(zuo)溫度(du)使其對雜(za)質的耐受性較強，當其反應(ying)物中含(han)有1-2%的一氧化碳和(he)百萬(wan)分之幾的硫時，磷酸燃(ran)料電池(chi)照樣可以工作(zuo)。

2、磷酸燃料電(dian)池(chi)(chi)的效(xiao)率比其它燃料電(dian)池(chi)(chi)低，約為40%，其加熱的時間也比質子(zi)交換膜燃料電(dian)池(chi)(chi)長。

3、構造簡單，穩定，電解(jie)質揮(hui)發度(du)低。

4、發(fa)電效率(lv)高、清潔(jie)、適應多樣燃料、無噪音(yin)、運(yun)轉費低、設置場所限制少、大氣壓運(yun)轉容易操(cao)作、安全性優(you)良(liang)、部分負荷(he)特性好(hao)

磷酸燃料電池的應用

1、用于發電廠

PAFC 用于(yu)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)廠包(bao)括兩種情形：分(fen)散型發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)廠，容(rong)(rong)量(liang)在(zai) 10～20 MW 之間，安(an)(an)裝在(zai)配電(dian)分(fen)站；中(zhong)心電(dian)站型發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)廠，裝機(ji)容(rong)(rong)量(liang)在(zai)100MW 以(yi)上，可以(yi)作為(wei)中(zhong)等規(gui)模熱電(dian)廠。PAFC 電(dian)廠比起一般發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)廠具有如下優點：即使(shi)在(zai)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)負荷較低時(shi)，依然保持高的(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)效(xiao)率；由于(yu)采用模板結構，現場安(an)(an)裝，簡單、省時(shi)，并(bing)且電(dian)廠擴容(rong)(rong)容(rong)(rong)易。1991年，東(dong)芝(zhi)與 IFC 聯合為(wei)東(dong)京電(dian)力公司建成了世界上最(zui)大的(de)11 MW PAFC裝置(zhi)。該(gai)裝置(zhi)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)效(xiao)率達41.1%，能量(liang)利用率為(wei)72.7 %。

2、用于現場發電

現(xian)場發電(dian)(dian)(dian)(dian)指把(ba) PAFC 直接安裝在(zai)用(yong)戶附近，同時(shi)提供熱(re)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)。這被(bei)認(ren)為(wei)是(shi) PAFC 的(de)最佳(jia)應用(yong)方案(an)。這種方案(an)的(de)優點是(shi)：可(ke)根據需(xu)要設置(zhi)裝機容量或調整(zheng)發電(dian)(dian)(dian)(dian)負荷，卻不會影響裝置(zhi)的(de)發電(dian)(dian)(dian)(dian)效率，既(ji)使(shi)小容量QAFC裝置(zhi)也(ye)能達到相當于現(xian)代大(da)型熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的(de)效率；有效利(li)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)熱(re)，傳輸損失小。1993年9月，大(da)坂煤氣公司在(zai)大(da)坂建(jian)造了(le)未來型試(shi)驗住(zhu)宅 NECT21。該(gai)住(zhu)宅以100kWPAFC作(zuo)為(wei)主要電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)，屋頂輔以太陽能電(dian)(dian)(dian)(dian)池，開創了(le)一條建(jian)設符合環保和(he)節能要求的(de)獨立電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)系(xi)統新方案(an)。