会对MCFC性能造成影响的因素有哪些?
与低温燃料电池相比,MCFC的成本和效率很有竞争力。PAFC和PEMFC都需要贵金属催化剂,还要去除重整富氢燃料中的CO。而在高温,HZ的反应活性高,可以使用非贵金属作电化学催化剂。提高反应温度虽使电池热力学效率(AG/AH)降低,但同时也降低了过电位损失,实际效率是提高了。
1、压力的影响
压力对MCFC可逆电动势的影响,从能斯特方程看得很明显。提高MCFC的工作压力,反应物分压提高,气体溶解度增大,传质速率增加,因而电池电动势增大。提高压力也有利于一些副反应的发生。
2、温度的影晌
温度对MCFC可逆电池电动势的影响来自几个方面。一个重要影响是平衡气体组成。温度对电池电压的影响主要来自欧姆极化和电极极化。在575 -650℃之间,电池电压变化的1/3来自欧姆极化,2/3来自两极的极化。目前大多数MCFC电池堆的工作温度是650℃,这是MCFC的最佳工作温度,同时满足性能和寿命的要求。
3、气体组成和利用率的影晌
MCFC的电压与反应气体的组成有关,提高反应气体利用率一般导致电池电压下降。
3.1氧化气体
氧化气体利用率对电池性能的影响:当利用率从30%增加到50%时,电池电压下降30mV o
3.2燃料气体
燃料利用率对电池电压的影响:燃料利用率从30%增加到60%,电压损失30mV o
MCFC应该在较低反应物利用率下运行,以保证电池电压。但这样做导致燃料效率低。与其他类型燃料电池一样,应综合各种因素,优化电池性能。通常燃料利用率为75%-85%,氧化气体利用率为50%。
4、杂质的影晌
预期煤气化气将是MCFC的主要原料。煤中含有许多杂质,煤衍生燃料也含有相当数量的杂质,这些杂质有:硫、卤化物、含氮化合物、固体颗粒物、以及其他杂质。它们会对电池性能造成或轻功重的影响。
5、电流密度的影响
电流密度增大时,欧姆极化、活化极化和浓度极化均增加。最主要的是欧姆极化。