磷酸燃料電池的原理

燃(ran)(ran)料(liao)氣(qi)(qi)(qi)體或城市煤氣(qi)(qi)(qi)添加水蒸氣(qi)(qi)(qi)后送到改(gai)質器，把燃(ran)(ran)料(liao)轉化(hua)(hua)成H2、CO和水蒸氣(qi)(qi)(qi)的(de)混合物(wu)，CO和水進(jin)一步(bu)在(zai)移(yi)位反應(ying)器中經觸媒劑轉化(hua)(hua)成H2和CO2。經過如此處(chu)理后的(de)燃(ran)(ran)料(liao)氣(qi)(qi)(qi)體進(jin)入燃(ran)(ran)料(liao)堆的(de)負(fu)極（燃(ran)(ran)料(liao)極），同時(shi)將氧輸送到燃(ran)(ran)料(liao)堆的(de)正(zheng)極（空氣(qi)(qi)(qi)極）進(jin)行化(hua)(hua)學反應(ying)，借助觸媒劑的(de)作用迅速(su)產生電能和熱能。

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磷酸燃料電池反應方程式

陽極反(fan)應：H2+2e- →2H+

陰極反應(ying)：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(de)(de)工作溫度使(shi)其對(dui)雜質的(de)(de)耐受性較強，當其反應物中含(han)有1-2%的(de)(de)一氧化碳和百萬分之(zhi)幾的(de)(de)硫時(shi)，磷酸燃料電池(chi)照樣可以(yi)工作。

2、磷酸燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的效率比其它(ta)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)低，約為40%，其加熱(re)的時間也(ye)比質子交換(huan)膜燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)長。

3、構造(zao)簡單，穩定(ding)，電解質揮發度低。

4、發電效率高、清潔、適應多樣燃料、無(wu)噪音、運轉費低、設置場所限制少、大氣壓運轉容易操作、安全性優(you)良、部分負(fu)荷(he)特(te)性好(hao)

磷酸燃料電池的應用

1、用于發電廠

PAFC 用(yong)于發電(dian)(dian)廠(chang)包括兩種(zhong)情(qing)形：分散型發電(dian)(dian)廠(chang)，容(rong)(rong)量在(zai)(zai) 10～20 MW 之間(jian)，安裝(zhuang)在(zai)(zai)配電(dian)(dian)分站；中心電(dian)(dian)站型發電(dian)(dian)廠(chang)，裝(zhuang)機容(rong)(rong)量在(zai)(zai)100MW 以上，可(ke)以作為中等規模熱(re)電(dian)(dian)廠(chang)。PAFC 電(dian)(dian)廠(chang)比起(qi)一般發電(dian)(dian)廠(chang)具有如(ru)下優點(dian)：即使在(zai)(zai)發電(dian)(dian)負荷較低時，依然保(bao)持(chi)高的發電(dian)(dian)效率(lv)(lv)(lv)；由(you)于采用(yong)模板結構，現(xian)場(chang)安裝(zhuang)，簡單(dan)、省時，并且(qie)電(dian)(dian)廠(chang)擴容(rong)(rong)容(rong)(rong)易(yi)。1991年，東芝與 IFC 聯合為東京電(dian)(dian)力(li)公司建成了世(shi)界上最大的11 MW PAFC裝(zhuang)置(zhi)。該裝(zhuang)置(zhi)發電(dian)(dian)效率(lv)(lv)(lv)達(da)41.1%，能量利用(yong)率(lv)(lv)(lv)為72.7 %。

2、用于現場發電

現(xian)場(chang)發電(dian)(dian)(dian)指把 PAFC 直接安裝在用(yong)(yong)戶附近，同(tong)時提供熱和電(dian)(dian)(dian)。這被認為是 PAFC 的(de)(de)(de)最佳應用(yong)(yong)方(fang)(fang)案。這種方(fang)(fang)案的(de)(de)(de)優點(dian)是：可根據需(xu)要(yao)(yao)設置裝機容量或調整(zheng)發電(dian)(dian)(dian)負(fu)荷，卻不會影響裝置的(de)(de)(de)發電(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)率，既使小容量QAFC裝置也能達到相當于現(xian)代大(da)型熱電(dian)(dian)(dian)廠的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率；有(you)效(xiao)(xiao)利用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)和熱，傳(chuan)輸損失(shi)小。1993年9月，大(da)坂煤(mei)氣公(gong)司(si)在大(da)坂建造了(le)未來型試驗住宅 NECT21。該住宅以100kWPAFC作為主要(yao)(yao)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)，屋(wu)頂輔以太陽(yang)能電(dian)(dian)(dian)池，開(kai)創(chuang)了(le)一條建設符合環(huan)保和節能要(yao)(yao)求的(de)(de)(de)獨(du)立電(dian)(dian)(dian)源(yuan)系統(tong)新方(fang)(fang)案。