磷酸燃料電池的原理

燃(ran)(ran)(ran)料氣(qi)(qi)體或城市煤氣(qi)(qi)添(tian)加水蒸氣(qi)(qi)后送到(dao)改質器，把(ba)燃(ran)(ran)(ran)料轉化(hua)成H2、CO和(he)水蒸氣(qi)(qi)的混合物，CO和(he)水進(jin)一步在(zai)移(yi)位反應器中經觸媒劑轉化(hua)成H2和(he)CO2。經過如此處理后的燃(ran)(ran)(ran)料氣(qi)(qi)體進(jin)入(ru)燃(ran)(ran)(ran)料堆的負極(ji)(ji)（燃(ran)(ran)(ran)料極(ji)(ji)），同(tong)時將氧(yang)輸送到(dao)燃(ran)(ran)(ran)料堆的正極(ji)(ji)（空氣(qi)(qi)極(ji)(ji)）進(jin)行化(hua)學(xue)反應，借助觸媒劑的作用迅速(su)產(chan)生電(dian)能和(he)熱能。

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磷酸燃料電池反應方程式

陽(yang)極反應：H2+2e- →2H+

陰(yin)極(ji)反應(ying)：1/2O2+2H+ → H2O+2e-

總反應(ying)： 1/2O2 +H2 → H2O

磷酸燃料電池的特點

1、較高的工作溫度使其(qi)對(dui)雜質的耐(nai)受(shou)性較強，當其(qi)反(fan)應(ying)物中含有(you)1-2%的一氧化碳和百萬分之(zhi)幾(ji)的硫(liu)時，磷酸燃料電池照(zhao)樣可以工作。

2、磷(lin)酸燃料(liao)電(dian)池(chi)的效率比其(qi)它(ta)燃料(liao)電(dian)池(chi)低，約為40%，其(qi)加熱的時間也(ye)比質子交(jiao)換(huan)膜燃料(liao)電(dian)池(chi)長。

3、構造簡單，穩定，電(dian)解質(zhi)揮發(fa)度低(di)。

4、發電效(xiao)率高、清(qing)潔、適應多樣燃料、無噪音、運(yun)轉費(fei)低、設置(zhi)場所限制少、大(da)氣壓運(yun)轉容易操作(zuo)、安全(quan)性優良、部(bu)分負荷(he)特性好(hao)

磷酸燃料電池的應用

1、用于發電廠

PAFC 用于發(fa)電(dian)(dian)廠(chang)包括兩種情形(xing)：分散型發(fa)電(dian)(dian)廠(chang)，容(rong)量(liang)在(zai) 10～20 MW 之間，安裝(zhuang)在(zai)配(pei)電(dian)(dian)分站；中心電(dian)(dian)站型發(fa)電(dian)(dian)廠(chang)，裝(zhuang)機容(rong)量(liang)在(zai)100MW 以上，可(ke)以作為中等規(gui)模熱電(dian)(dian)廠(chang)。PAFC 電(dian)(dian)廠(chang)比起一般發(fa)電(dian)(dian)廠(chang)具有如下優點：即使在(zai)發(fa)電(dian)(dian)負(fu)荷較低(di)時，依然保(bao)持(chi)高的(de)發(fa)電(dian)(dian)效率；由于采用模板結構，現場安裝(zhuang)，簡單、省時，并且電(dian)(dian)廠(chang)擴容(rong)容(rong)易。1991年，東芝與(yu) IFC 聯合(he)為東京電(dian)(dian)力(li)公司建成了世界上最大的(de)11 MW PAFC裝(zhuang)置(zhi)。該裝(zhuang)置(zhi)發(fa)電(dian)(dian)效率達(da)41.1%，能(neng)量(liang)利用率為72.7 %。

2、用于現場發電

現場發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)指(zhi)把 PAFC 直接安(an)裝(zhuang)在用戶附(fu)近(jin)，同(tong)時提供(gong)熱(re)和電(dian)(dian)(dian)(dian)。這(zhe)被(bei)認為是 PAFC 的(de)最(zui)佳應用方案。這(zhe)種(zhong)方案的(de)優點是：可根據(ju)需要(yao)設(she)置(zhi)裝(zhuang)機容量或調整發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)負(fu)荷，卻不會影響裝(zhuang)置(zhi)的(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)效率(lv)(lv)，既使(shi)小容量QAFC裝(zhuang)置(zhi)也能(neng)達(da)到(dao)相(xiang)當于現代大(da)型熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的(de)效率(lv)(lv)；有(you)效利(li)用電(dian)(dian)(dian)(dian)和熱(re)，傳輸損失小。1993年9月(yue)，大(da)坂煤(mei)氣公司(si)在大(da)坂建(jian)造了(le)未(wei)來型試驗住(zhu)宅 NECT21。該住(zhu)宅以100kWPAFC作為主要(yao)電(dian)(dian)(dian)(dian)源，屋頂(ding)輔以太陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)池，開創了(le)一條建(jian)設(she)符合環保和節能(neng)要(yao)求的(de)獨立(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)源系統新方案。