磷酸燃料電池原理、特點及應用
發布日期：2020-12-26 11:33 瀏覽：
磷酸燃料電池的原理
燃料氣體或城市煤氣添加水蒸氣后送到改質器，把燃料轉化成H2、CO和水蒸氣的混合物，CO和水進一步在移位反應器中經觸媒劑轉化成H2和CO2。經過如此處理后的燃料氣體進入燃料堆的負極（燃料極），同時將氧輸送到燃料堆的正極（空氣極）進行化學反應，借助觸媒劑的作用迅速產生電能和熱能。
磷酸燃料電池反應方程式
陽極反應：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、較高的工作溫度使其對雜質的耐受性較強，當其反應物中含有1-2%的一氧化碳和百萬分之幾的硫時，磷酸燃料電池照樣可以工作。
2、磷酸燃料電池的效率比其它燃料電池低，約為40%，其加熱的時間也比質子交換膜燃料電池長。
3、構造簡單，穩定，電解質揮發度低。
4、發電效率高、清潔、適應多樣燃料、無噪音、運轉費低、設置場所限制少、大氣壓運轉容易操作、安全性優良、部分負荷特性好。
磷酸燃料電池的應用
1、用于發電廠
PAFC 用于發電廠包括兩種情形：分散型發電廠，容量在 10～20 MW 之間，安裝在配電分站；中心電站型發電廠，裝機容量在100MW 以上，可以作為中等規模熱電廠。PAFC 電廠比起一般發電廠具有如下優點：即使在發電負荷較低時，依然保持高的發電效率；由于采用模板結構，現場安裝，簡單、省時，并且電廠擴容容易。1991年，東芝與 IFC 聯合為東京電力公司建成了世界上最大的11 MW PAFC裝置。該裝置發電效率達41.1%，能量利用率為72.7 %。
2、用于現場發電
現場發電指把 PAFC 直接安裝在用戶附近，同時提供熱和電。這被認為是 PAFC 的最佳應用方案。這種方案的優點是：可根據需要設置裝機容量或調整發電負荷，卻不會影響裝置的發電效率，既使小容量QAFC裝置也能達到相當于現代大型熱電廠的效率；有效利用電和熱，傳輸損失小。1993年9月，大坂煤氣公司在大坂建造了未來型試驗住宅 NECT21。該住宅以100kWPAFC作為主要電源，屋頂輔以太陽能電池，開創了一條建設符合環保和節能要求的獨立電源系統新方案。
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