リン酸燃料電池

リン酸燃料電池（PAFC ）は、液体リン酸を電解質として使用する燃料電池の一種です。これは最初に商業化された燃料電池でした。1960年代半ばに開発され、1970年代から実地試験が行われ、安定性、性能、コストが大幅に向上しました。このような特性により、PAFCは初期の定置型アプリケーションに適した候補となっています。^[1]

デザイン

電解質は、炭化ケイ素(SiC) マトリックスに飽和した高濃度または純粋な液体リン酸 (H ₃ PO ₄ )です。動作範囲は約 150 ～ 210 °C です。電極は、細かく分散した白金触媒でコーティングされたカーボンペーパーで作られています。

電極反応

アノード反応: 2H ₂ (g) → 4H ⁺ + 4e

陰極反応: O ₂ (g) + 4H ⁺ + 4e‾ → 2H ₂ O

全体的なセル反応: 2 H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O

利点と欠点

150～200℃の動作範囲では、排出された水を蒸気に変換して空気と水を加熱することができます（熱電併給）。これにより、最大70％の効率向上が可能です。 ^[2] PAFCはCO ₂耐性があり、約1.5％のCO濃度に耐えることができるため、使用できる燃料の選択肢が広がります。ガソリンを使用する場合は、硫黄を除去する必要があります。^[3] 低温ではリン酸はイオン伝導性が低く、アノードの白金電気触媒のCO中毒が深刻になります。^{[4]ただし、}プロトン交換膜燃料電池（PEMFC）やアルカリ燃料電池（AFC）よりもCOに対する感受性がはるかに低いです。

欠点としては、電力密度がかなり低いことと、電解液が化学的に攻撃的である点が挙げられます。^{[説明が必要]}

アプリケーション

PAFCは出力100kW～400kWの定置型発電機に使用されており、バスなどの大型車両にも応用されつつある。^[5]

PAFC技術の主要メーカーとしては、斗山フューエルセルアメリカ社^[6]（旧クリアエッジパワー＆UTCパワー^[7]）や富士電機などがある。

インドのDRDOは、カルヴァリ級潜水艦に搭載するためのPAFCベースの大気非依存推進装置を開発した。^[8]^[9]

参照

燃料電池用語集

参考文献

^ 「燃料電池の種類」。
^ 燃料電池アーカイブ 2010年11月23日、Wayback Machine
^ 燃料電池 2000 : 燃料電池の基礎 : 種類。
^ 「固体酸化物燃料電池」(PDF) 。www.netl.doe.gov。 2010年11月23日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
^ Fuel Cell Today – ホームページ。
^ http://www.doosanfuelcell.com/en/main.do。
^ ClearEdge Power – メディアルーム。
^ 「インド製スコーペンが重要なDRDOシステムを搭載」The Hindu 2014年11月3日2015年10月22日閲覧。
^ Anandan, S. (2010年12月30日). 「DRDO、潜水艦の脆弱性を解消するシステムに取り組んでいる」The Hindu。

外部リンク

国家汚染物質目録 - リン酸ファクトシート
UTCパワー公式サイト
現在使用されている燃料電池の写真ギャラリー
Cox Communications がカリフォルニアに燃料電池を設置 2011-12-03 にWayback Machineでアーカイブ
DOE -PAFC
燃料電池の基礎
代替エネルギーマガジン
スーパーマーケットは400kW燃料電池の恩恵を受ける
小売店や食料品店の定置型燃料電池

[1] 「燃料電池の種類」。

[2] 燃料電池アーカイブ 2010年11月23日、Wayback Machine

[FCorg-3] 燃料電池 2000 : 燃料電池の基礎 : 種類。

[FuelcellHandbook-4] 「固体酸化物燃料電池」(PDF) 。www.netl.doe.gov。 2010年11月23日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。

[FCToday-5] Fuel Cell Today – ホームページ。

[6] ttp://www.doosanfuelcell.com/en/main.do。

[7] ClearEdge Power – メディアルーム。

[8] 「インド製スコーペンが重要なDRDOシステムを搭載」The Hindu 2014年11月3日2015年10月22日閲覧。

[9] Anandan, S. (2010年12月30日). 「DRDO、潜水艦の脆弱性を解消するシステムに取り組んでいる」The Hindu。