各种燃料电池发电技术综合比较
各种燃料电池发电技术综合比较
(1)afc：与其它燃料电池相比，afc功率密度和比功率较高，性能可靠。但它要以纯氢做燃料，纯氧做氧化剂，必须使用pt、au、ag等贵金属做催化剂，价格昂贵。电解质的腐蚀严重，寿命较短，这些特点决定了afc仅限于航天或军事应用，不适合于民用。
(2)pafc：以磷酸做为电解质，可容许燃料气和空气中c02的存在。这使得pafc成为最早在地面上应用或民用的燃料电池。与afc相比它可以在180℃一210℃运行，燃料气和空气的处理系统大大简化，加压运行时，可组成热电联产。但是，pafc的发电效率目前仅能达到40％一45％(lhv)，它需要贵金属铂做电催化剂；燃料必须外重整：而且，燃料气中c0的浓度必须小于1％(175℃)一2%(200℃)，否则会使催化剂中毒；酸性电解液的腐蚀作用，使pafc的寿命难以超过40000小时。pafc目前的技术已成熟，产品也进入商业化，做为特殊用户的分散式电源、现场可移动电源和备用电源，pafc还有市场，但用作大容量集中发电站比较困难。
(3)mcfc：在650℃一700℃运行，可采用镍做电催化剂，而不必使用贵重金属：燃料可实现内重整，使发电效率提高，系统简化；co可直接用作燃料；余热的温度较高，可组成燃气／蒸汽联合循环，使发电容量和发电效率进一步提高。与sofc相比，mcfc的优点是：操作温度较低，可使用价格较低的金属材料，电极、隔膜、双极板的制造工艺简单，密封和组装的技术难度相对较小，大容量化容易，造价较低。缺点是：必须配置c02循环系统；要求燃料气中h2s和co小于0.5ppm；熔融碳酸盐具有腐蚀性，而且易挥发；与sofc相比，寿命较短；组成联合循环发电的效率比sofc低。与低温燃料电池相比，mcfc的缺点是启动时间较长，不适合作备用电源。mcfc己接近商业化，示范电站的规模已达到2mw。从mcfc的技术特点和发展趋势看，mcfc是将来民用发电(分散电源和中心电站)的理想选择之一。
(4)sofc：电解质是固体，可以被做成管形、板形或整体形。与液体电解质的燃料电池(afc、pafc和mcfc)相比，sofc避免了电解质蒸发和电池材料的腐蚀问题，电池的寿命较长(已达到70000小时)。co可做为燃料，使燃料电池以煤气为燃料成为可能。sofc的运行温度在1000℃左右，燃料可以在电池内进行重整。由于运行温度很高，要解决金属与陶瓷材料之间的密封也很困难。与低温燃料电池相比，sofc的启动时间较长，不适合作应急电源。与mcfc相比，sofc组成联合循环的效率更高，寿命更长(可大于40000小时)；但sofc面临技术难度较大，价格可能比mcfc高。示范业绩证明sofc是未来化石燃料发电技术的理想选择之一，既可用作中小容量的分布式电源(500kw一50mw)，也可用作大容量的中心电站(＞l00mw)。尤其是加压型sofc与微型燃气轮结合组成联合循环发电的示范，将使sofc的优越性进一步得到体现。
(5)pefc：pepc的运行温度较低(约80℃)，它的启动时间很短，在几分钟内可达到满负荷。与pafc相比，电流密度和比功率都较高，发电效率也较高(45％一50%(lhv))，对co的容许值较高(＜10ppm)。pefc的余热温度较低，热利用率较低。与pafc和mcfc等液体电解质燃料电池相比，它具有寿命长，运行可靠的特点。pefc是理想的可移动电源，是电动汽车、潜艇、航天器等移动工具电源的理想选择之一。目前，在移动电源、特殊用户的分布式电源和家庭用电源方面有一定的市场，不适合做大容量中心电站。
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(3)mcfc：在650℃一700℃运行，可采用镍做电催化剂，而不必使用贵重金属：燃料可实现内重整，使发电效率提高，系统简化；co可直接用作燃料；余热的温度较高，可组成燃气／蒸汽联合循环，使发电容量和发电效率进一步提高。与sofc相比，mcfc的优点是：操作温度较低，可使用价格较低的金属材料，电极、隔膜、双极板的制造工艺简单，密封和组装的技术难度相对较小，大容量化容易，造价较低。缺点是：必须配置c02循环系统；要求燃料气中h2s和co小于0.5ppm；熔融碳酸盐具有腐蚀性，而且易挥发；与sofc相比，寿命较短；组成联合循环发电的效率比sofc低。与低温燃料电池相比，mcfc的缺点是启动时间较长，不适合作备用电源。mcfc己接近商业化，示范电站的规模已达到2mw。从mcfc的技术特点和发展趋势看，mcfc是将来民用发电(分散电源和中心电站)的理想选择之一。
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