PAFC磷酸燃料电池的发展动态

PAFC（磷酸燃料电池）是-种以磷酸为电解质的燃料电池。PAFC采用重整天然气作燃料，空气做氧化剂，浸有浓磷酸的SiC微孔膜作电解质，Pt/C作催化剂，工作温度200℃。PAFC产生的直流电经过直交变换后以交流电的形式供给用户。

PAFC是目前单机发电量最大的-种燃料电池。50200kW功率的PAFC可供现场应用，1000kW功率以上的PAFC可应用于区域性电站。目前在美国、加拿大、欧洲和日本建立的大于200kW的PAFC的电站已运行多年，4500kW和11000kW的电站也开始运行。

PAFC的主要技术突破是采用炭黑和石墨作电池的结构材料。至今还未发现除炭材外的任何-种材料不但具有高的电导，而且在酸性条件下具有高的抗腐蚀能力和低费用。因此可以说，采用非炭材、制备费用合理的酸性燃料电池是不可能的。

PAFC仍是世界范围内唯一商业化的燃料电池技术，可满足一部分市场的需求。最著名的PAFC发电系统是ONSI公司的200kW系统，许多这种电站在世界各地运行。PAFC的主要开发商是美国的ONSI和日本的富士、东芝和三菱。大部分已经运行或正在运行的PAFC电站功率在50-200kW之间，还有少量MW级和10MW级电站。

PAFC的电极和电解质技术已进人成熟阶段.电池堆部件的生产已形成批量和规模，但在价格上仍不能与传统的电源竞争。因而开发的重点转移到如何提高PAFC技术的商业竞争力。重点是优化系统，提高功率密度，降低成本。

1991年运行的东京湾五井11MWPAFC发电厂电池堆的功率密度为0.142W/c衬。因而20世纪90年代初期国际燃料电池公司(IFC,ONSI的母公司)的研发目标是功率密度0.188W/cm2，寿命40000h，成本400美元/kW。现在部分目标已经达到或突破。功率密度达到0.306W/cm2，即平均单电池电压0.71V，电流密度43一mA/cm2。千小时电压降为4mV,

三菱电机株式会社对电池堆的元件开发也取得进展，其50OW小型电池堆在200一250mA/c耐运行10000h，千小时电压降仅为2mV。