PAFC磷酸燃料電池的發(fā)展動態(tài)

PAFC（磷酸燃料電池）是-種以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池。PAFC采用重整天然氣作燃料，空氣做氧化劑，浸有濃磷酸的SiC微孔膜作電解質(zhì)，Pt/C作催化劑，工作溫度200℃。PAFC產(chǎn)生的直流電經(jīng)過直交變換后以交流電的形式供給用戶。

PAFC是目前單機(jī)發(fā)電量最大的-種燃料電池。50200kW功率的PAFC可供現(xiàn)場應(yīng)用，1000kW功率以上的PAFC可應(yīng)用于區(qū)域性電站。目前在美國、加拿大、歐洲和日本建立的大于200kW的PAFC的電站已運(yùn)行多年，4500kW和11000kW的電站也開始運(yùn)行。

PAFC的主要技術(shù)突破是采用炭黑和石墨作電池的結(jié)構(gòu)材料。至今還未發(fā)現(xiàn)除炭材外的任何-種材料不但具有高的電導(dǎo)，而且在酸性條件下具有高的抗腐蝕能力和低費(fèi)用。因此可以說，采用非炭材、制備費(fèi)用合理的酸性燃料電池是不可能的。

PAFC仍是世界范圍內(nèi)唯一商業(yè)化的燃料電池技術(shù)，可滿足一部分市場的需求。最著名的PAFC發(fā)電系統(tǒng)是ONSI公司的200kW系統(tǒng)，許多這種電站在世界各地運(yùn)行。PAFC的主要開發(fā)商是美國的ONSI和日本的富士、東芝和三菱。大部分已經(jīng)運(yùn)行或正在運(yùn)行的PAFC電站功率在50-200kW之間，還有少量MW級和10MW級電站。

PAFC的電極和電解質(zhì)技術(shù)已進(jìn)人成熟階段.電池堆部件的生產(chǎn)已形成批量和規(guī)模，但在價格上仍不能與傳統(tǒng)的電源競爭。因而開發(fā)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到如何提高PAFC技術(shù)的商業(yè)競爭力。重點(diǎn)是優(yōu)化系統(tǒng)，提高功率密度，降低成本。

1991年運(yùn)行的東京灣五井11MWPAFC發(fā)電廠電池堆的功率密度為0.142W/c襯。因而20世紀(jì)90年代初期國際燃料電池公司(IFC,ONSI的母公司)的研發(fā)目標(biāo)是功率密度0.188W/cm2，壽命40000h，成本400美元/kW。現(xiàn)在部分目標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或突破。功率密度達(dá)到0.306W/cm2，即平均單電池電壓0.71V，電流密度43一mA/cm2。千小時電壓降為4mV,

三菱電機(jī)株式會社對電池堆的元件開發(fā)也取得進(jìn)展，其50OW小型電池堆在200一250mA/c耐運(yùn)行10000h，千小時電壓降僅為2mV。