.1組成

 

燃料電池PAFC的結(jié)構(gòu)最為典型，主要由四部分組成，分別是呈多孔狀態(tài)、涂有催化劑的陽(yáng)極、陰極、隔離電極的離子導(dǎo)電電解質(zhì)、集流體（圖1）。單電池產(chǎn)生的電壓很低（表1），所以需要鈀電池串聯(lián)成電池堆來(lái)提高電壓。燃料電池整裝機(jī)組由電池組、重整器與熱交換器（廢熱回收）、直流-交流轉(zhuǎn)換裝置、監(jiān)控器一起構(gòu)成。PAFC、AFC和MCFC使用液態(tài)電解質(zhì)，兩個(gè)電極呈氣、液、固三相接觸，而SOFC和PEMFC使用固態(tài)電解質(zhì)僅呈兩相接觸，故在結(jié)構(gòu)上有所不同。

 

2.2特點(diǎn)

 

2.2.1高能量轉(zhuǎn)換效率

 

燃料電池屬于一種能源轉(zhuǎn)換工具，可以將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能而不用經(jīng)過(guò)熱能轉(zhuǎn)換、機(jī)械能轉(zhuǎn)換，所以不受熱機(jī)原理中卡諾循環(huán)的限制，能達(dá)到40%以上的發(fā)電效率，如PAFC的發(fā)電效率為42%，MCFC的發(fā)電效率大于60%，比傳統(tǒng)的火電廠高的多。此外，燃料電池在發(fā)電的同時(shí)還生產(chǎn)熱水和低溫蒸汽，電/熱比大于1.0，多呈汽電共生形式，其總的能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%。

 

2.2.2可靠性好

 

由于不需要經(jīng)過(guò)熱能轉(zhuǎn)換，機(jī)械能轉(zhuǎn)換等復(fù)雜能量轉(zhuǎn)化，所以電池內(nèi)運(yùn)動(dòng)零件很少，不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)零件和燃?xì)鉁u輪損壞等導(dǎo)致的嚴(yán)重事故。套裝機(jī)組可以在線監(jiān)控，可以自動(dòng)操作。

 

2.2.3利于環(huán)保

 

燃料電池與普通電廠相比，極大的降低了CO2排放，大幅度減少粉塵、SO2和NOx的排放，改善空氣質(zhì)量，同時(shí)水的消費(fèi)和廢水排放大幅度降低。此外，燃料電池轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件少，消除了普通電廠的噪聲源。因?yàn)椴恍枰紵?，所以占地面積小，安全可靠，這種發(fā)電方式適合設(shè)置在城區(qū)作電源。以汽電共生方式可同時(shí)向旅館、餐廳、辦公樓、醫(yī)院、百貨公司提供電力和熱量大約需要40～1000kW的燃料電池；3～20kW的燃料電池可供住宅使用，高溫燃料電池對(duì)熱電廠的競(jìng)爭(zhēng)力更高?？梢栽诠铝⒌倪呥h(yuǎn)市鎮(zhèn)、礦區(qū)及軍隊(duì)哨所建立這種潔凈的小型汽電共生系統(tǒng)來(lái)提供電力、熱水、暖氣與空調(diào)，如新疆等地的油氣田，實(shí)用價(jià)值很高。

 

2.2.4穩(wěn)定性高

 

由于受負(fù)載因素及容量變化的影響不大，所以效率穩(wěn)定。負(fù)載追隨迅速，可提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定度。

 

2.2.5燃料選擇范圍大

 

柴油、輕油、煤氣、天然氣、液化天然氣、沼氣、含氫廢氣等皆可使用。