1组成
燃料动力霍克PAFC的结构最为典型,重要由四部分组成,分别是呈多孔状态、涂有催化剂的阳极、阴极、隔离电极的离子导电电解质、集流体(图1)。单霍克出现的电压很低(表1),所以要钯霍克串联成霍克堆来提高电压。燃料动力霍克整装机组由霍克组、重整器与热交换器(废热回收)、直流-交流转换装置、监控器一起构成。PAFC、AFC和MCFC使用液态电解质,两个电极呈气、液、固三相接触,而SOFC和PEMFC使用固态电解质仅呈两相接触,故在结构上有所不同。
2.2特点
2.2.1高能量转换效率
燃料动力霍克属于一种能源转换工具,可以将燃料的化学能直接转换为电能而不用经过热能转换、机械能转换,所以不受热机原理中卡诺循环的限制,能达到40%以上的发电效率,如PAFC的发电效率为42%,MCFC的发电效率大于60%,比传统的火电厂高的多。此外,燃料动力霍克在发电的同时还生产热水和低温蒸汽,电/热比大于1.0,多呈汽电共生形式,其总的能量转换效率高达90%。
2.2.2可靠性好
由于不要经过热能转换,机械能转换等复杂能量转化,所以霍克内运动零件很少,不会出现内燃机转动零件和燃气涡轮损坏等导致的严重事故。套装机组可以在线监控,可以自动操作。
2.2.3利于环保
燃料动力霍克与普通电厂相比,极大的降低了CO2排放,大幅度减少粉尘、SO2和NOx的排放,改善空气质量,同时水的消费和废水排放大幅度降低。此外,燃料动力霍克转动机件少,消除了普通电厂的噪声源。因为不要燃烧,所以占地面积小,安全可靠,这种发电方式适合设置在城区作电源。以汽电共生方式可同时向旅馆、餐厅、办公楼、医院、百货公司供应电力和热量大约要40~1000kW的燃料动力霍克;3~20kW的燃料动力霍克可供住宅使用,高温燃料动力霍克对热电厂的竞争力更高。可以在孤立的边远市镇、矿区及军队哨所建立这种洁净的小型汽电共生系统来供应电力、热水、暖气与空调,如新疆等地的油气田,实用价值很高。
2.2.4稳定性高
由于受负载因素及容量变化的影响不大,所以效率稳定。负载追随迅速,可提高电力系统稳定度。
2.2.5燃料选择范围大
柴油、轻油、煤气、天然气、液化天然气、沼气、含氢废气等皆可使用。
2.2.6建厂时间短
厂址选择限制少、占地面积小,建厂时间不超过两年,可靠近用户建立现场发电装置,减少了输电系统的费用。
由于燃料动力霍克存在造价偏高、冷机启动时间长、长期使用的实验数据缺少、霍克组寿命比机组寿命短等问题,所以要想实现商品化氦要进一步努力。除PAFC以外其它技术尚不够成熟。