各種燃料電池發(fā)電技術(shù)綜合比較

1、各種燃料電池發(fā)電技術(shù)綜合比較AFC：與其它燃料電池相比，AFC功率密度和比功率較高，性能可 靠。但它要以純氫做燃料，純氧做氧化劑，必須使用Pt、Au、Ag等 貴金屬做催化劑，價(jià)格昂貴。電解質(zhì)的腐蝕嚴(yán)重，壽命較短，這些特 點(diǎn)決定了 AFC僅限于航天或軍事應(yīng)用，不適合于民用。PAFC：以磷酸做為電解質(zhì)，可容許燃料氣和空氣中C02的存在。 這使得PAFC成為最早在地面上應(yīng)用或民用的燃料電池。與AFC相比 它可以在180C 210C運(yùn)行，燃料氣和空氣的處理系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化， 加壓運(yùn)行時(shí)，可組成熱電聯(lián)產(chǎn)。但是，PAFC的發(fā)電效率目前僅能達(dá) 到40% 45% (LHV)，它需要貴金屬鉑做電催化劑;燃料必須外重

2、整： 而且，燃料氣中C0的濃度必須小于1%(175C) 2%(200C)，否則會(huì) 使催化劑中毒；酸性電解液的腐蝕作用，使PAFC的壽命難以超過(guò) 40000小時(shí)。PAFC目前的技術(shù)已成熟，產(chǎn)品也進(jìn)入商業(yè)化，做為特殊 用戶的分散式電源、現(xiàn)場(chǎng)可移動(dòng)電源和備用電源，PAFC還有市場(chǎng)， 但用作大容量集中發(fā)電站比較困難。(3)MCFC：在650C 700C運(yùn)行，可采用鎳做電催化劑，而不必使用 貴重金屬：燃料可實(shí)現(xiàn)內(nèi)重整，使發(fā)電效率提高，系統(tǒng)簡(jiǎn)化；CO可 直接用作燃料；余熱的溫度較高，可組成燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)，使發(fā) 電容量和發(fā)電效率進(jìn)一步提高。與SOFC相比，MCFC的優(yōu)點(diǎn)是：操 作溫度較低，可使用價(jià)格較低

3、的金屬材料，電極、隔膜、雙極板的制 造工藝簡(jiǎn)單，密封和組裝的技術(shù)難度相對(duì)較小，大容量化容易，造價(jià) 較低。缺點(diǎn)是：必須配置C02循環(huán)系統(tǒng)；要求燃料氣中H2S和CO小 于0.5PPM；熔融碳酸鹽具有腐蝕性，而且易揮發(fā)；與SOFC相比，壽 命較短;組成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的效率比SOFC低。與低溫燃料電池相比， MCFC的缺點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，不適合作備用電源。MCFC己接近商 業(yè)化，示范電站的規(guī)模已達(dá)到2MW。從MCFC的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨 勢(shì)看，MCFC是將來(lái)民用發(fā)電（分散電源和中心電站）的理想選擇之一。SOFC:電解質(zhì)是固體，可以被做成管形、板形或整體形。與液體 電解質(zhì)的燃料電池（AFC、PAFC和MCF

4、C）相比，SOFC避免了電解質(zhì)蒸 發(fā)和電池材料的腐蝕問(wèn)題，電池的壽命較長(zhǎng)（已達(dá)到70000小時(shí)）。CO 可做為燃料，使燃料電池以煤氣為燃料成為可能。SOFC的運(yùn)行溫度 在1000 r左右，燃料可以在電池內(nèi)進(jìn)行重整。由于運(yùn)行溫度很高， 要解決金屬與陶瓷材料之間的密封也很困難。與低溫燃料電池相比， SOFC的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，不適合作應(yīng)急電源。與MCFC相比，SOFC組 成聯(lián)合循環(huán)的效率更高，壽命更長(zhǎng)（可大于40000小時(shí)）；但SOFC面 臨技術(shù)難度較大，價(jià)格可能比MCFC高。示范業(yè)績(jī)證明SOFC是未來(lái) 化石燃料發(fā)電技術(shù)的理想選擇之一，既可用作中小容量的分布式電源 （500kw 一 50MW），也可用作大容量的中心電站（l00MW）。尤其是加 壓型SOFC與微型燃?xì)廨喗Y(jié)合組成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的示范，將使SOFC 的優(yōu)越性進(jìn)一步得到體現(xiàn)。(5)PEFC： PEPC的運(yùn)行溫度較低(約80C),它的啟動(dòng)時(shí)間很短，在幾 分鐘內(nèi)可達(dá)到滿負(fù)荷。與PAFC相比，電流密度和比功率都較高，發(fā) 電效率也較高(45% 50%(LHV),對(duì)CO的容許值較高(V10ppm)PEFC 的余熱溫度較低，熱利用率較低。與PAFC和MCFC等液體電解質(zhì)燃 料電池相比，它具有壽命長(zhǎng)，運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。PEFC是理想的可移 動(dòng)電