磷酸燃料電池的原理

燃料(liao)(liao)氣(qi)體或城市煤氣(qi)添加水(shui)蒸(zheng)氣(qi)后送(song)到改質器(qi)，把燃料(liao)(liao)轉(zhuan)(zhuan)化成H2、CO和(he)(he)水(shui)蒸(zheng)氣(qi)的(de)混合物(wu)，CO和(he)(he)水(shui)進一(yi)步(bu)在移位反應器(qi)中(zhong)經(jing)(jing)觸媒劑轉(zhuan)(zhuan)化成H2和(he)(he)CO2。經(jing)(jing)過如此(ci)處理后的(de)燃料(liao)(liao)氣(qi)體進入燃料(liao)(liao)堆的(de)負極(ji)（燃料(liao)(liao)極(ji)），同時將(jiang)氧輸送(song)到燃料(liao)(liao)堆的(de)正極(ji)（空氣(qi)極(ji)）進行化學(xue)反應，借助觸媒劑的(de)作用迅速產(chan)生電能和(he)(he)熱(re)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、較高的工作溫(wen)度(du)使其(qi)對(dui)雜質的耐受性較強，當其(qi)反應(ying)物中含有1-2%的一氧化碳(tan)和百萬分之幾(ji)的硫時，磷酸燃(ran)料電(dian)池照樣可以工作。

2、磷酸燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池的效率比其它(ta)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池低(di)，約為40%，其加熱的時間也比質子(zi)交(jiao)換膜燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池長。

3、構造簡單，穩定，電(dian)解質(zhi)揮發度低。

4、發電(dian)效率高、清潔、適(shi)應多(duo)樣燃料、無噪音、運(yun)轉費低(di)、設(she)置場所(suo)限制少(shao)、大氣(qi)壓運(yun)轉容易操作、安全性優良、部分(fen)負荷特性好

磷酸燃料電池的應用

1、用于發電廠

PAFC 用(yong)(yong)于發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)包括兩種情形：分散型(xing)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)，容(rong)量(liang)在 10～20 MW 之(zhi)間，安裝(zhuang)(zhuang)在配電(dian)(dian)分站；中心電(dian)(dian)站型(xing)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)，裝(zhuang)(zhuang)機(ji)容(rong)量(liang)在100MW 以上，可以作(zuo)為中等規模熱電(dian)(dian)廠(chang)(chang)。PAFC 電(dian)(dian)廠(chang)(chang)比起一般(ban)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)廠(chang)(chang)具有(you)如下優點(dian)：即(ji)使(shi)在發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)負荷較低時(shi)，依然保持高的發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)效率；由于采用(yong)(yong)模板結(jie)構，現(xian)場安裝(zhuang)(zhuang)，簡單、省(sheng)時(shi)，并(bing)且電(dian)(dian)廠(chang)(chang)擴(kuo)容(rong)容(rong)易。1991年(nian)，東芝與 IFC 聯合為東京電(dian)(dian)力公司建成(cheng)了世(shi)界(jie)上最大的11 MW PAFC裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)。該裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)效率達41.1%，能(neng)量(liang)利用(yong)(yong)率為72.7 %。

2、用于現場發電

現場發電(dian)(dian)指把 PAFC 直接安裝(zhuang)在(zai)用戶附(fu)近，同時提供熱(re)(re)和電(dian)(dian)。這(zhe)被認(ren)為是 PAFC 的(de)最佳應用方案。這(zhe)種(zhong)方案的(de)優點是：可根(gen)據需要(yao)(yao)設(she)置裝(zhuang)機容量或(huo)調整(zheng)發電(dian)(dian)負荷，卻不會影(ying)響裝(zhuang)置的(de)發電(dian)(dian)效率，既使小容量QAFC裝(zhuang)置也能達(da)到相(xiang)當于現代(dai)大(da)型(xing)熱(re)(re)電(dian)(dian)廠的(de)效率；有效利用電(dian)(dian)和熱(re)(re)，傳輸損失小。1993年9月，大(da)坂煤氣公司在(zai)大(da)坂建造了未來型(xing)試驗住宅(zhai) NECT21。該(gai)住宅(zhai)以(yi)100kWPAFC作為主要(yao)(yao)電(dian)(dian)源，屋頂輔以(yi)太(tai)陽能電(dian)(dian)池，開創了一條建設(she)符(fu)合環保和節能要(yao)(yao)求的(de)獨立電(dian)(dian)源系統新方案。