磷酸燃料电池

磷酸燃料电池(PAFC)是以酸为导电电解质的酸性燃料电池。磷酸燃料电池被称为继火电、水电、核电之后的第4种发电方式,它是目前唯一进行了商业化运行的燃料电池。 1.磷酸燃料电池的结构磷酸燃料电池的电池片由基材及肋条板催化剂层所组成的燃料极、保持磷酸的电解质层、与燃料极具有相同构造的空气极构成。在燃料极,燃料中的氢原子释放电子成为氢离子。氢离子通过电解质层,在空气极与氧离子发生反应生成水。将数枚单电池片进行叠加,每数枚电池片中叠加进降低发电时内部热量的冷却板,从而构成输出功率稳定的基本电池堆。再加上用于上下固定的构件、供气用的集合管等构成磷酸燃料电池的电池堆,其结构如图17-8所示。

2.磷酸燃料电池的工作原理如图17-9所示为磷酸燃料电池的原理。磷酸燃料电池使用液体磷酸为电解质,通常位于碳化硅基质中。当以氢气为燃料、氧气为氧化剂时,在电池内发生电化学反应。 阳极和阴极发生的电化学反应为
3.磷酸燃料电池的特点磷酸燃料电池的工作温度要比质子交换膜燃料电池和碱性燃料电池的工作温度略高,为150~200℃,但仍需电极上的白金催化剂来加速反应。较高的工作温度也使其对杂质的耐受性较强,当其反应物中含有1%~2%的CO和百万分之几的硫时,磷酸燃料电池照样可以工作。 磷酸燃料电池的效率比其他燃料电池低,约为40%,其加热的时间也比质子交换膜燃料电池长磷酸燃料电池具有构造简单、稳定、电解质挥发度低等优点。磷酸燃料电池可用作公共汽车的动力,而且有许多这样的系统正在运行,不过这种电池很难用在轿车上。目前,磷酸燃料电池能成功地用于固定的应用,已有许多发电能力为0.2~20MW的工作装置被安装在世界各地,为医院、学校和小型电站提供电力。