燃料电池是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置,是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置。由于其具有发电效率高,适应多种燃料和环境特性好等优点,近年来已在积极地进行开发。
由于燃料电池能将燃料的化学能直接转换为电能,因此,它没有像普通火力发电厂那样的通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化,可避免过程中转换损失,达到市制发电效率。此外,还具有以下优点:(1)部分负荷时也能保持高的效率;(2)通过与燃料供给装置的组合,可适用范围的燃料;(3)由于输出功率单位由堆的输出功率决定,故机组容量具有自由度;(4)电池本体的负荷响应性好;(5)NOX及SOX等的排出量少,有利环保。
燃料电池通常是按构成的电解质来分类。现在开发最为盛行的有4种燃料电池。各种燃料电池,特别是其动作温度不相同,最先进行开发的磷酸型燃料电池(PAFC)约在200℃的温度下动作。相对于此,熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池均可应用在以石燃料为基本燃料的电厂内,可作为电力电源来利用。高温型燃料电池又可称之为是通过利用其高质量排气,来面向复合发电的燃料电池。
燃料电池是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置,是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置。由于其具有发电效率高,适应多种燃料和环境特性好等优点,近年来已在积极地进行开发。
由于燃料电池能将燃料的化学能直接转换为电能,因此,它没有像普通火力发电厂那样的通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化,可避免过程中转换损失,达到市制发电效率。此外,还具有以下优点:(1)部分负荷时也能保持高的效率;(2)通过与燃料供给装置的组合,可适用范围的燃料;(3)由于输出功率单位由堆的输出功率决定,故机组容量具有自由度;(4)电池本体的负荷响应性好;(5)NOX及SOX等的排出量少,有利环保。
燃料电池通常是按构成的电解质来分类。现在开发最为盛行的有4种燃料电池。各种燃料电池,特别是其动作温度不相同,最先进行开发的磷酸型燃料电池(PAFC)约在200℃的温度下动作。相对于此,熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池均可应用在以石燃料为基本燃料的电厂内,可作为电力电源来利用。高温型燃料电池又可称之为是通过利用其高质量排气,来面向复合发电的燃料电池。
在内部发生与水(H2O)电解相反的反应、将此时产生的电流输出到外部使用的电池。与普通电池不同,无需更换电池及充电。不过,需要供给氢气及甲醇等燃料。通过这些燃料中含有的氢(H)在燃料电池内部与空气中的氧(O)发生反应,在生成H2O的同时产生电流。与其说是电池,倒不如说是发电机。
燃料电池以电池单元为基本构成要素,电池单元由空气极、燃料极、支撑催化剂的电解质膜,以及形成氢、氧供给通道和排水通道的隔板构成。每个电池单元可产生0.7V左右的电压。可通过控制电池单元的层积数量来决定整个系统的输出功率。
燃料电池的原理由英国的W.Grove于1839年提出。该原理达到实用水平是从20世纪美国双子座(Gemini)宇宙飞船配备燃料电池开始的。如果用一句话概括燃料电池,又可分为电解质膜型、基于工作温度的磷酸型、熔融碳酸盐型、固体电解质型及固体高分子型4大种类。其中,固体高分子型最受关注。1987年,加拿大巴拉德电力系统公司(BallardPowerSystemsInc.)向业界展示了固体高分子型燃料电池实现高输出功率的可能性,以此为契机,日美欧的研究开发活动从此活跃起来。