磷酸燃料電池的原理

燃(ran)料(liao)氣(qi)體或(huo)城市煤氣(qi)添加水(shui)蒸(zheng)氣(qi)后(hou)送到(dao)改質器，把燃(ran)料(liao)轉化成H2、CO和(he)水(shui)蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)混合物(wu)，CO和(he)水(shui)進(jin)一(yi)步在移位反應器中經(jing)觸(chu)媒劑轉化成H2和(he)CO2。經(jing)過如此處理后(hou)的(de)(de)燃(ran)料(liao)氣(qi)體進(jin)入(ru)燃(ran)料(liao)堆的(de)(de)負極(ji)（燃(ran)料(liao)極(ji)），同(tong)時將氧輸送到(dao)燃(ran)料(liao)堆的(de)(de)正極(ji)（空氣(qi)極(ji)）進(jin)行化學反應，借(jie)助觸(chu)媒劑的(de)(de)作(zuo)用迅(xun)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(gong)作溫度使(shi)其對雜質的耐受(shou)性(xing)較強，當其反應物中含有(you)1-2%的一氧化碳和百萬分之幾的硫時(shi)，磷酸燃料電池照樣可(ke)以工(gong)作。

2、磷酸(suan)燃料(liao)(liao)電(dian)池的效率比其(qi)它(ta)燃料(liao)(liao)電(dian)池低，約為(wei)40%，其(qi)加熱(re)的時(shi)間也比質子交換膜燃料(liao)(liao)電(dian)池長。

3、構造簡單(dan)，穩(wen)定，電(dian)解質揮發度(du)低。

4、發(fa)電效(xiao)率高、清潔、適應多樣燃料(liao)、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(quan)性(xing)(xing)優(you)良、部分負荷特性(xing)(xing)好

磷酸燃料電池的應用

1、用于發電廠

PAFC 用于(yu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)包括兩(liang)種(zhong)情形：分散型發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)，容(rong)量在 10～20 MW 之間，安裝在配電(dian)(dian)分站(zhan)；中心電(dian)(dian)站(zhan)型發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)，裝機容(rong)量在100MW 以(yi)上，可以(yi)作為(wei)中等(deng)規模(mo)熱電(dian)(dian)廠(chang)(chang)。PAFC 電(dian)(dian)廠(chang)(chang)比起一般發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)具(ju)有如下優(you)點：即使在發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)負荷較低時(shi)，依然(ran)保持(chi)高的發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)效(xiao)率；由于(yu)采用模(mo)板結(jie)構，現場安裝，簡單(dan)、省時(shi)，并且(qie)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)擴(kuo)容(rong)容(rong)易。1991年，東芝與 IFC 聯合為(wei)東京電(dian)(dian)力公司建成了世界上最大的11 MW PAFC裝置。該裝置發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)效(xiao)率達(da)41.1%，能量利用率為(wei)72.7 %。

2、用于現場發電

現場發電(dian)(dian)指把 PAFC 直接安(an)裝在用戶附近，同時提(ti)供熱(re)和(he)電(dian)(dian)。這(zhe)被認(ren)為是 PAFC 的(de)最佳應用方案(an)(an)。這(zhe)種方案(an)(an)的(de)優點是：可(ke)根據需(xu)要設置(zhi)(zhi)裝機容量或調整(zheng)發電(dian)(dian)負荷，卻不會影響裝置(zhi)(zhi)的(de)發電(dian)(dian)效率(lv)，既(ji)使小(xiao)容量QAFC裝置(zhi)(zhi)也能達到相當于(yu)現代大型(xing)熱(re)電(dian)(dian)廠的(de)效率(lv)；有效利(li)用電(dian)(dian)和(he)熱(re)，傳(chuan)輸(shu)損失(shi)小(xiao)。1993年9月，大坂煤氣公司在大坂建造了未來型(xing)試(shi)驗住宅 NECT21。該住宅以100kWPAFC作為主(zhu)要電(dian)(dian)源，屋頂輔以太陽能電(dian)(dian)池(chi)，開創了一條(tiao)建設符合(he)環保(bao)和(he)節能要求的(de)獨立電(dian)(dian)源系統(tong)新方案(an)(an)。