钜大LARGE | 点击量:2962次 | 2019年10月22日
磷酸燃料电池(PAFC)系统的构成部分
燃料电池,是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、熔融碳酸盐转换成电能的装置。与传统能源相比,具有发电效率高和环境型燃料电池(MCFC)和固体氧化物型燃料电池(SOFC)。燃料电池具有多种分类,如碱性燃料电池(AFC)、磷酸型,磷酸型燃料电池是目前在燃料电发展最快、应用范围最广的电池,代表了燃料电池的一个主要发展方向。而磷酸型燃料电池具有构造简单、性能稳定、电解质挥发度低等优点,所以既可用于大规模发电,也可作为医院或居民区供电、汽车动力电池以及不间断电源。磷酸燃料电池(PAFC)系统主要由四大部分构成
(1)燃料处理系统,将化石燃料转化成富氢气体;(2)电池堆,将富氢气体及空气转化成电流;
(3)换流器,将直流电转化成交流电;
(4)控制系统,控制所有部件,根据需要调整电或热负荷。
PAFC的工作条件如下:
(1)工作温度:180一210,电池堆在较高温度下的热力学效率低于较低温度的效率;
(2)工作压力:通常小容量电池堆采用常压,大容量电池堆用数百kPa,电池堆的效率随压力的增大而增加;
(3)冷却方法:空气、水(或水及蒸汽混合)、绝缘液体;
(4)燃料利用率:70%一80%;
(5)氧化剂气体利用率:50%一60%。空气中的氧含量为21%,50%-60%的利用率表明空气中10%一12%的氧消耗在燃料电池中;
(6)反应气体组成:典型的重整气体中含H280%,C20%,以及少量的CH,、Co和硫化物等杂质。
PAFC的发电效率为40%一50%,,PAFC系统产生余热的量相当多,且清洁,包括电和热,系统的总效率可达80%。目前,对于PAFC在可靠性及寿命等方面仍需做深入的研究。
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