磷酸燃料电池的原理

燃料气体或城市煤气添加水蒸气后送到改质器，把燃料转化成H2、CO和水蒸气的混合物，CO和水进一步在移位反应器中经触媒剂转化成H2和CO2。经过如此处理后的燃料气体进入燃料堆的负极（燃料极），同时将氧输送到燃料堆的正极（空气极）进行化学反应，借助触媒剂的作用迅速产生电能和热能。

磷酸燃料电池反应方程式

阳极反应：H2 2e- →2H

阴极反应：1/2O2 2H → H2O 2e-

总反应： 1/2O2 H2 → H2O

磷酸燃料电池的特点

1、较高的工作温度使其对杂质的耐受性较强，当其反应物中含有1-2%的一氧化碳和百万分之几的硫时，磷酸燃料电池照样可以工作。

2、磷酸燃料电池的效率比其它燃料电池低，约为40%，其加热的时间也比质子交换膜燃料电池长。

3、构造简单，稳定，电解质挥发度低。

4、发电效率高、清洁、适应多样燃料、无噪音、运转费低、设置场所限制少、大气压运转容易操作、安全性优良、部分负荷特性好

磷酸燃料电池的应用

1、用于发电厂

PAFC 用于发电厂包括两种情形：分散型发电厂，容量在 10～20 MW 之间，安装在配电分站；中心电站型发电厂，装机容量在100MW 以上，可以作为中等规模热电厂。PAFC 电厂比起一般发电厂具有如下优点：即使在发电负荷较低时，依然保持高的发电效率；由于采用模板结构，现场安装，简单、省时，并且电厂扩容容易。1991年，东芝与 IFC 联合为东京电力公司建成了世界上最大的11 MW PAFC装置。该装置发电效率达41.1%，能量利用率为72.7 %。

2、用于现场发电

现场发电指把 PAFC 直接安装在用户附近，同时提供热和电。这被认为是 PAFC 的最佳应用方案。这种方案的优点是：可根据需要设置装机容量或调整发电负荷，却不会影响装置的发电效率，既使小容量QAFC装置也能达到相当于现代大型热电厂的效率；有效利用电和热，传输损失小。1993年9月，大坂煤气公司在大坂建造了未来型试验住宅 NECT21。该住宅以100kWPAFC作为主要电源，屋顶辅以太阳能电池，开创了一条建设符合环保和节能要求的独立电源系统新方案。

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