磷酸燃料電池的原理

燃(ran)(ran)(ran)料氣(qi)體(ti)或(huo)城市煤(mei)氣(qi)添加水蒸氣(qi)后送到改質(zhi)器，把(ba)燃(ran)(ran)(ran)料轉化成(cheng)H2、CO和(he)水蒸氣(qi)的(de)混合物，CO和(he)水進(jin)一(yi)步(bu)在移位反應器中經(jing)觸媒劑轉化成(cheng)H2和(he)CO2。經(jing)過(guo)如此(ci)處理(li)后的(de)燃(ran)(ran)(ran)料氣(qi)體(ti)進(jin)入燃(ran)(ran)(ran)料堆的(de)負極(ji)（燃(ran)(ran)(ran)料極(ji)），同時(shi)將氧輸送到燃(ran)(ran)(ran)料堆的(de)正極(ji)（空氣(qi)極(ji)）進(jin)行化學反應，借助觸媒劑的(de)作用(yong)迅(xun)速產生(sheng)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：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(jiao)(jiao)高的(de)工(gong)作溫度使其(qi)對雜質的(de)耐受性較(jiao)(jiao)強，當其(qi)反應物(wu)中含有1-2%的(de)一氧(yang)化碳和百萬分之幾的(de)硫時，磷酸燃料電池照樣可以工(gong)作。

2、磷酸燃料(liao)電(dian)池(chi)的效率比(bi)其它燃料(liao)電(dian)池(chi)低，約為40%，其加熱的時間也(ye)比(bi)質子交換(huan)膜(mo)燃料(liao)電(dian)池(chi)長。

3、構造簡單，穩定(ding)，電解質揮發度低。

4、發電效率(lv)高、清潔(jie)、適應多樣燃(ran)料、無噪音、運轉(zhuan)費低、設置場所(suo)限制少、大氣壓運轉(zhuan)容易操(cao)作、安全性(xing)優良、部分(fen)負(fu)荷特性(xing)好

磷酸燃料電池的應用

1、用于發電廠

PAFC 用于(yu)發(fa)電(dian)廠(chang)包括兩種情形：分(fen)散型發(fa)電(dian)廠(chang)，容(rong)量在(zai) 10～20 MW 之間，安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)配電(dian)分(fen)站(zhan)；中(zhong)心電(dian)站(zhan)型發(fa)電(dian)廠(chang)，裝(zhuang)(zhuang)機容(rong)量在(zai)100MW 以(yi)上，可以(yi)作(zuo)為中(zhong)等規(gui)模熱電(dian)廠(chang)。PAFC 電(dian)廠(chang)比起一般發(fa)電(dian)廠(chang)具有(you)如下優點：即使在(zai)發(fa)電(dian)負荷(he)較低時(shi)，依然保持高(gao)的發(fa)電(dian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)；由(you)于(yu)采用模板結構，現場安(an)裝(zhuang)(zhuang)，簡單、省時(shi)，并(bing)且電(dian)廠(chang)擴容(rong)容(rong)易(yi)。1991年(nian)，東(dong)芝與 IFC 聯合(he)為東(dong)京(jing)電(dian)力公司建成了世(shi)界上最大的11 MW PAFC裝(zhuang)(zhuang)置。該裝(zhuang)(zhuang)置發(fa)電(dian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)達41.1%，能量利用率(lv)(lv)為72.7 %。

2、用于現場發電

現(xian)場(chang)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)指把 PAFC 直接(jie)安裝在用戶(hu)附近(jin)，同時提供熱和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)。這被認為(wei)是 PAFC 的(de)(de)(de)最佳(jia)應用方(fang)案(an)。這種(zhong)方(fang)案(an)的(de)(de)(de)優點(dian)是：可根據需要設置裝機(ji)容(rong)量或調整發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)負荷，卻不會影響裝置的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)效率，既使小(xiao)容(rong)量QAFC裝置也能(neng)(neng)達到相當(dang)于現(xian)代(dai)大型熱電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的(de)(de)(de)效率；有效利用電(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)熱，傳輸損失小(xiao)。1993年(nian)9月，大坂煤氣公司在大坂建造(zao)了(le)未來型試驗(yan)住宅 NECT21。該住宅以(yi)100kWPAFC作為(wei)主要電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)，屋頂輔(fu)以(yi)太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)池，開創了(le)一條建設符合(he)環保和(he)節能(neng)(neng)要求的(de)(de)(de)獨立電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)系統新方(fang)案(an)。