Топливный элемент на основе фосфорной кислоты - Phosphoric acid fuel cell

Схема топливного элемента на основе фосфорной кислоты

Топливные элементы на основе фосфорной кислоты (PAFC) являются разновидностью топливная ячейка который использует жидкость фосфорная кислота как электролит. Это были первые топливные элементы, получившие коммерческое распространение. Разработанные в середине 1960-х годов и прошедшие полевые испытания с 1970-х годов, они значительно улучшили стабильность, производительность и стоимость. Такие характеристики сделали PAFC хорошим кандидатом для ранних стационарных приложений.[1]

Дизайн

Электролит представляет собой высококонцентрированную или чистую жидкую фосфорную кислоту (H3PO4) насыщенный Карбид кремния матрица (SiC). Рабочий диапазон составляет от 150 до 210 ° C. В электроды сделаны из копировальная бумага покрытый мелкодисперсным платина катализатор.

Электродные реакции

Анодная реакция: 2H2(г) → 4H+ + 4e‾

Катодная реакция: O2(г) + 4Н+ + 4e‾ → 2H2О

Общая клеточная реакция: 2 H2 + O2 → 2H2О

Преимущества и недостатки

В рабочем диапазоне от 150 до 200 ° C вытесняемая вода может быть преобразована в пар для нагрева воздуха и воды (комбинированное производство тепла и электроэнергии ). Это потенциально позволяет эффективность увеличивается до 70%.[2]PAFC CO2 -толерантный и может терпеть CO концентрация около 1,5%, что расширяет выбор топлива, которое они могут использовать. Если используется бензин, необходимо удалить серу.[3] При более низких температурах фосфорная кислота является плохим ионным проводником, и отравление CO платинового электрокатализатора на аноде становится серьезным.[4] Однако они гораздо менее чувствительны к CO, чем PEMFC и AFC.

К недостаткам можно отнести довольно низкую удельную мощность и агрессивный электролит.[требуется разъяснение ]

Приложения

Система PureCell 400 CEP

PAFC использовались для стационарных генераторов мощностью от 100 до 400 кВт, а также находят применение в больших транспортных средствах, таких как автобусы.[5]

Основные производители технологии PAFC включают Doosan Fuel Cell America Inc.[6] (ранее ClearEdge Power & UTC Мощность[7]) и Fuji Electric.

Индии DRDO разработал PAFC на основе воздушно-независимая силовая установка для интеграции в их Кальвари-учебный класс подводные лодки.[8][9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ http://energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells#phosphoric.
  2. ^ Топливные элементы В архиве 23 ноября 2010 г. Wayback Machine
  3. ^ Топливные элементы 2000: основы топливных элементов: типы.
  4. ^ [1] В архиве 23 ноября 2010 г. Wayback Machine
  5. ^ Топливный элемент сегодня - Домашняя страница.
  6. ^ http://www.doosanfuelcell.com/en/main.do.
  7. ^ ClearEdge Power - Медиа-комната.
  8. ^ "Scorpene индийского производства для установки критически важной системы DRDO". Индус. 3 ноя 2014. Получено 2015-10-22.
  9. ^ Анандан, С. (30 декабря 2010 г.). «DRDO работает над системой устранения уязвимости подводных лодок». Индуистский.

внешняя ссылка