نام فایل : پیل سوختی اسید فسفریک

فرمت : .pptx

تعداد صفحه/اسلاید : 23

حجم : 1080 کیلوبایت

بنام خدا
پیل سوختی اسید فسفریک
(PAFC)


پیل سوختی اسید فسفریک (PAFC)
مقدمه
پیل سوختی اسید فسفریک اولين پيل‌سوختي تجاري مي باشد كه توسعه آن از اواسط دهه 1960 آغاز گشت و از سال 1970 در مرحله آزمايش قرار گرفت و همچنان در حال توسعه در زمينه افزايش پايداري و عملكرد و کاهش هزينه مي‌باشد.
الکترولیت مورد استفاده در اين پيل‌سوختي اسيدفسفريك با غلظتي در حدود %100 می‌باشد.
محدوده دماي كاركرد اين پيل‌سوختي بين 150 تا 220 درجه سلیسیوس است.
هدايت يوني در اسيدفسفريك نسبتاً ضعيف است ولي به علت پایداری بیشتر نسبت به ساير اسيدها جهت استفاده در اين نوع پيل‌سوختي ارجحيت دارد.
پيل‌سوختي اسيدفسفريك به CO2 حساسیتی نداشته و حضور CO تا حد 2 درصد مشکلی ایجاد نمی‌کند.
كاتاليست مورد استفاده در پيل‌سوختي اسيد فسفريک پلاتين و ماتريسي كه براي نگه‌داري اسيد به كار مي‌رود از جنس كاربيد سيليكون (SiC) است.
بازده الكتريكي اين نوع پيل‌سوختي در حد 45%-40% است كه با استفاده از حرارت حاصل از واكنش‌هاي الكتروشيميايي در کاربردهاي توامان برق و حرارت ميزان بازده کلي (الکتريکي و حرارتي) به 85% افزايش مي‌يابد[1].
تامین هيدروژن مورد نياز براي پيل‌سوختي اسیدفسفريک با به کارگیری يك مبدل خارجي انجام می‌گیرد که در آن سوخت هيدروكربن به هیدروژن تبدیل مي‌شود.


وجود گوگرد حتی در کمترین مقدار موجب صدمه دیدن کاتالیست می‌شود. از این رو جداسازی کامل سولفور از سوخت هیدروکربنی مصرفی امری ضروری می‌باشد.
گرماي بوجود آمده در پيل‌سوختي اسيدفسفريک می‌تواند در كاربرد تركيبي گرما و برق مورد استفاده قرار گیرد.
سوخت مورد استفاده در پیل‌سوختی اسیدفسفریک هیدروژن می‌باشد و یون هیدروژن H+ نقش حامل بار را ایفاء می‌کند. همانند پیل‌های سوختی پلیمری هيدروژن در آند به پروتون و الكترون تفکیک شده و پروتون از طریق الکترولیت و الکترون از طریق مدار بیرونی به کاتد منتقل می‌شوند. در كاتد الكترون‌ها، يون‌هاي هيدروژن و اكسيژن واکنش داده و آب تولید می‌گردد. واکنش‌های آند، کاتد و واکنش کلی پیل در ذیل ارائه شده است.
از نکاتی که می‌بایست در پیل‌سوختی اسیدفسفریک مدنظر قرار گیرد، مقاومت اجزای آن می‌باشد، که بایستی در برابر خورندگی اسید مقاومت بالایی از خود نشان دهند
واکنش ها
در آند
در کاتد
. واکنش عمل عبارت است از





.
شکل 1: اصول کارکرد پیل سوختی فسفریک اسید.
 .
کاربرد و تاریخچه
تعداد واحدهای ساخته شده از این نوع پیل از سایر تکنولوژی های ساخت پیل بیشتر می باشد, با بیش از 85 مگاوات برق تولیدی تست شده یا در حال تست که در سرتاسر جهان در حال ساخت می باشد.
بیشتر نیروگاه هایPAFC دارای رنج ظرفیت 50 تا 200 کیلووات می باشند ولی نیروگاه های بزرگ تر از ظرفیت 1 مگاوات تا 5 مگاوات نیز ساخته شده اند. بزرگترین پلانت در حال کار تا کنون به ظرفیت 11 مگاوات با توان تولید برق ac در حال کار می باشد.
تلاش های زیادی در ایالات متحده بر روی بهبود ایستگاه­هایPAFC نیروگاههای ثابت و نیروگاههای تولید همزمان انجام شده است. صنایع مهم دخیل در این زمینه شامل UTC FUEL CELL در ایالات متحده، کمپانی FUJI ELECTRIC و کمپا نی Toshiba و کمپانی الکتریکی Mitsubishi در ژاپن می باشد.
شکل2- سيستم 200 کيلووات پیل سوختی فسفریک اسید از مرکز Anchorage Mail Processing در آلاسکا [2].

شکل3- سیر تاریخی کاربرد پیل سوختی PAFC[3].
....