stringtranslate.com

Топливный элемент на основе фосфорной кислоты

Схема топливного элемента на основе фосфорной кислоты

Фосфорно-кислотные топливные элементы ( PAFC ) — это тип топливных элементов , использующих в качестве электролита жидкую фосфорную кислоту . Они были первыми топливными элементами, которые были коммерциализированы. 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 применений. [1]

Дизайн

Электролит представляет собой высококонцентрированную или чистую жидкую фосфорную кислоту (H 3 PO 4 ), насыщенную в матрице карбида кремния (SiC). Рабочий диапазон составляет около 150–210 °C. Электроды изготовлены из углеродной бумаги , покрытой мелкодисперсным платиновым катализатором .

Электродные реакции

Анодная реакция: 2H 2 (г) → 4H + + 4e


Катодная реакция: O2 ( г) + 4H + + 4e‾ → 2H2O

Общая реакция клетки: 2H2 + O2 → 2H2O

Преимущества и недостатки

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

К недостаткам можно отнести довольно низкую плотность мощности и химически агрессивный электролит. [ необходимо разъяснение ]

Приложения

Система PureCell 400 CEP

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

Основными производителями технологии PAFC являются Doosan Fuel Cell America Inc. [6] (ранее ClearEdge Power и UTC Power [7] ) и Fuji Electric .

Индийское DRDO разработало воздухонезависимую двигательную установку на основе PAFC для интеграции в подводные лодки класса Kalvari . [8] [9]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Типы топливных элементов».
  2. ↑ Топливные элементы. Архивировано 23 ноября 2010 г. на Wayback Machine.
  3. ^ Топливные элементы 2000: Основы топливных элементов: Типы.
  4. ^ "Твердооксидный топливный элемент" (PDF) . www.netl.doe.gov . Архивировано из оригинала (PDF) 23 ноября 2010 г.
  5. ^ Топливные элементы сегодня – Домашняя страница.
  6. ^ http://www.doosanfuelcell.com/en/main.do.
  7. ^ ClearEdge Power – Медиа-комната.
  8. ^ "Индийский Scorpene будет нести критическую систему DRDO". The Hindu . 3 ноября 2014 г. Получено 22 октября 2015 г.
  9. ^ Анандан, С. (30 декабря 2010 г.). «DRDO работает над системой снижения уязвимости подводных лодок». The Hindu .

Внешние ссылки