Топливный элемент на основе фосфорной кислоты (PAFC ) тип топливного элемента, в котором в качестве электролита используется жидкая фосфорная кислота. Это были первые топливные элементы, получившие коммерческое распространение. Разработанные в середине 1960-х и прошедшие полевые испытания с 1970-х годов, они значительно улучшились по стабильности, производительности и стоимости. Такие характеристики сделали PAFC хорошим кандидатом для ранних стационарных применений.
Электролит - это высококонцентрированная или чистая жидкая фосфорная кислота (H 3PO4), насыщенная матрицей карбида кремния (SiC). Рабочий диапазон составляет от 150 до 210 ° C. электроды изготовлены из копировальной бумаги, покрытой мелкодисперсным платиновым катализатором.
Анодная реакция: 2H 2 (г) → 4H + 4e‾
Катодная реакция: O 2 (г) + 4H + 4e‾ → 2H 2O
Общая реакция клетки: 2 H 2 + O 2 → 2H 2O
В рабочем диапазоне от 150 до 200 ° C удаляемая вода может быть преобразована в пар для воздушного и водяного отопления (теплоэлектроцентраль ). Это потенциально позволяет повысить эффективность до 70%. PAFC являются CO2 -толерантными и даже могут выдерживать концентрацию CO около 1,5%, что расширяет выбор топлива, которое они могут использовать. Если используется бензин, необходимо удалить серу. При более низких температурах фосфорная кислота является плохим ионным проводником, и отравление CO платинового электрокатализатора на аноде становится серьезным. Однако они гораздо менее чувствительны к CO, чем PEMFC и AFC.
К недостаткам можно отнести довольно низкую удельную мощность и агрессивный электролит.
PAFC использовался для стационарных электрогенераторов мощностью от 100 до 400 кВт. диапазон, а также находят применение в больших транспортных средствах, таких как автобусы.
Основные производители технологии PAFC включают Doosan Fuel Cell America Inc. (ранее ClearEdge Power и UTC Power) и Fuji Electric.
Индия DRDO разработала воздушно-независимую силовую установку на основе PAFC для интеграции в свои подводные лодки класса Кальвари .