磷酸燃料電池的原理

燃(ran)料(liao)(liao)氣(qi)體(ti)或城(cheng)市煤(mei)氣(qi)添加水蒸氣(qi)后(hou)送到改質器(qi)，把燃(ran)料(liao)(liao)轉化成(cheng)H2、CO和水蒸氣(qi)的混合物(wu)，CO和水進一步在移位(wei)反(fan)應器(qi)中經(jing)觸媒(mei)劑轉化成(cheng)H2和CO2。經(jing)過如(ru)此處(chu)理后(hou)的燃(ran)料(liao)(liao)氣(qi)體(ti)進入燃(ran)料(liao)(liao)堆的負極（燃(ran)料(liao)(liao)極），同時將氧輸送到燃(ran)料(liao)(liao)堆的正極（空氣(qi)極）進行化學反(fan)應，借助觸媒(mei)劑的作用迅速產生電能(neng)和熱(re)能(neng)。

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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(zong)反應： 1/2O2 +H2 → H2O

磷酸燃料電池的特點

1、較(jiao)(jiao)高的工作溫度使(shi)其(qi)對雜質的耐受性較(jiao)(jiao)強，當(dang)其(qi)反(fan)應物中含有1-2%的一氧(yang)化碳和百萬分之幾的硫時(shi)，磷酸燃料(liao)電池照樣可以工作。

2、磷(lin)酸燃(ran)料電池(chi)的效率比其它燃(ran)料電池(chi)低，約(yue)為40%，其加熱的時間(jian)也比質子(zi)交換(huan)膜燃(ran)料電池(chi)長(chang)。

3、構造(zao)簡單(dan)，穩定，電解質揮發度低(di)。

4、發電效率高、清潔、適應多(duo)樣燃料、無(wu)噪音、運轉費低(di)、設置場(chang)所限制(zhi)少(shao)、大氣壓運轉容易操作、安全性(xing)優(you)良、部分負(fu)荷(he)特性(xing)好

磷酸燃料電池的應用

1、用于發電廠

PAFC 用(yong)于發(fa)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)包括兩(liang)種情(qing)形(xing)：分散(san)型發(fa)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)，容量(liang)在(zai) 10～20 MW 之間(jian)，安裝(zhuang)在(zai)配電(dian)分站(zhan)；中心電(dian)站(zhan)型發(fa)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)，裝(zhuang)機容量(liang)在(zai)100MW 以上，可以作為(wei)中等規模熱電(dian)廠(chang)(chang)(chang)。PAFC 電(dian)廠(chang)(chang)(chang)比起一般發(fa)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)具有如下優點：即(ji)使(shi)在(zai)發(fa)電(dian)負(fu)荷較低時(shi)，依然(ran)保持高的(de)發(fa)電(dian)效率(lv)；由于采(cai)用(yong)模板結構，現場安裝(zhuang)，簡單、省時(shi)，并(bing)且電(dian)廠(chang)(chang)(chang)擴容容易。1991年(nian)，東芝(zhi)與 IFC 聯合為(wei)東京電(dian)力公司建成了世界(jie)上最(zui)大的(de)11 MW PAFC裝(zhuang)置(zhi)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)發(fa)電(dian)效率(lv)達41.1%，能量(liang)利用(yong)率(lv)為(wei)72.7 %。

2、用于現場發電

現(xian)場發電(dian)指(zhi)把 PAFC 直接安(an)裝(zhuang)在用戶附近，同時提(ti)供熱(re)和電(dian)。這被認(ren)為(wei)是(shi) PAFC 的(de)最佳(jia)應用方案(an)(an)。這種方案(an)(an)的(de)優點是(shi)：可根據需要設(she)置裝(zhuang)機容量(liang)或調整發電(dian)負荷，卻不會影響裝(zhuang)置的(de)發電(dian)效率(lv)，既使(shi)小(xiao)容量(liang)QAFC裝(zhuang)置也能達(da)到相(xiang)當于(yu)現(xian)代大(da)型熱(re)電(dian)廠的(de)效率(lv)；有效利(li)用電(dian)和熱(re)，傳輸(shu)損失(shi)小(xiao)。1993年(nian)9月(yue)，大(da)坂(ban)(ban)煤(mei)氣公司在大(da)坂(ban)(ban)建造了(le)未來型試驗住宅(zhai) NECT21。該住宅(zhai)以(yi)100kWPAFC作(zuo)為(wei)主要電(dian)源(yuan)，屋(wu)頂(ding)輔(fu)以(yi)太(tai)陽能電(dian)池，開(kai)創(chuang)了(le)一條建設(she)符合環保(bao)和節(jie)能要求的(de)獨(du)立電(dian)源(yuan)系統新方案(an)(an)。