Топливные элементы с расплавленным карбонатным электролитом
В 1988 г. Американская общественная энергетическая ассс ция (American Public Power Association) совместно с Исследовательским элек энергетическим институтом (Electric Power Research Institute) объявила ме’ родный конкурс на проект топливных элементов, предназначенных спеши для городских нужд. Победителем был признан проект топливных элемег расплавленным карбонатным электролитом мощностью 2 МВт, разработа Корпорацией энергетических исследований (Energy Research Corporation! именованной в дальнейшем в Fuel Cell Energy. Были проведены оценки хар ристик этих элементов второго поколения, а в 1996 г. были созданы элеме рабочие характеристики которых приблизились к расчетным. Тщательно и ренный КЕЩ энергетической установки на базе этих элементов достигал 43.6 а мощность, отдаваемая в сеть, составляла 1,93 МВт.
При использовании платиновых катализаторов допустимая концентрация СО (в про’, может быть приблизительно рассчитана по формуле X = 255 ■ КГ12 ехр(7’/14,5), где Т — лютная температура (К).
Отдельные элементы соединены в батарею по биполярной схеме (см. описа — 1.1 е батареи Engelhard). Концевые пластины выполнены из нержавеющей стали, скрытой никелем. Разделяют элементы в батарее биполярные пластины, изго — тенные из того же материала. Сами элементы представляли собой «сэндвич», чанный из анода, матрицы электролита и катода. Никель-керамический анод катод из оксида никеля сделаны пористыми. Газы-реагенты поступают в эле — нт со стороны торца, противоположного тому, который находится в контакте электролитом. В качестве электролита используется смесь карбонатов лития и л ия, расположенная в матрице из алюмината лития.
Рабочая температура лежит в диапазоне от 600 до 700 °С. Этот уровень темпе — >ры достаточно высок, что позволяет избежать использования дорогостоящих ализаторов на основе платины, а также делает возможным осуществление версии природного газа внутри элемента. Газы, получаемые в процессе ра — ты батареи, могут быть эффективно использованы в комбинированном цик — Срок службы батареи ограничен зследствие медленного растворения катода отравления карбонатного электролита катализаторами, используемыми для версии приводного газа.
Торцевая крышка Анод
_ Электролит _ Катод I Биполярная пластина
Анод
На основе опыта, полученного в процессе эксплуатации станции в Санта-Кла — а также в результате других исследовательских и проектных работ, в 2004 г. порация Fuel Cell Energy начала производство коммерческих моделей энер — становок мощностью 2 МВт.