增压对提高各种燃料电池性能的不同影响程度
增压有利于提高内部重整MCFC系统的性能,但伴随着其他的难题。一个需要解决的问题是,含硫气体(HZS, COS, SO,)分压的增大,使得内部重整催化剂中毒的可能性提高。目前,3MW内部重整MCFC系统在常压下运行。
相对于MCFC和PAFC, SOFC的增压对性能的提高较少。当压力从0. 1 M Pa提高到一MPa时,MCFC, PAFC和SOFC的单电池电压分别提高约150mV, 80mV和6OmV。除了改善电池性能,SOFC系统的增压允许SOFC尾气的热能由汽轮机回收,而不是只由蒸汽的后发电循环(Bottoming cycle)回收。西屋公司正在研究1一5MW SOFC系统的增压间题。
综合考虑附加设备(如压缩机、涡轮机和压力容器)的资金成本和系统的性能,增压对于大型电厂的益处最大。对于小型系统,增压是不切实际的,因为性能改善所获得的利益不足以弥补附加设备的成本。
现行PAFC系统的运行很好地说明了增压的规模效益。美国国际燃料电池公司((IFC)的200k W和日本富士电力公司(FujiElectric)的500kW的PAFC在常压下运行。而更大的系统则在高压力下运行。日本东京湾五井热电厂的11MW PAFC电站在0. 82MP下运行。由通产省新能源产业技术开发署(NEDO)资助的5MW PAFC系统(位于日本关西电力株式会社)在0. 6MPa下运行。NEDO的3个1MW的电厂,2个增压运行,1个为常压运行。
虽然无法归纳究竟多大的电厂会在增压后受益,但是当电厂规模达到1MW或更大时,就需要考虑增压的问题了。