磷酸燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC）是以濃磷酸為電解質(zhì)，以貴金屬催化的氣體擴散電極為正、負電極的中溫型燃料電池?？梢栽?50～220℃工作。具有電解質(zhì)穩(wěn)定、磷酸可濃縮、水蒸氣壓低和陽極催化劑不易被CO毒化等優(yōu)點，是一種接近商品化的民用燃料電池。

磷酸燃料電池的基本組成和反應(yīng)原理是：燃料氣體或城市煤氣添加水蒸氣后送到改質(zhì)器，把燃料轉(zhuǎn)化成H2、CO和水蒸氣的混合物，CO和水進一步在移位反應(yīng)器中經(jīng)觸媒劑轉(zhuǎn)化成H2和CO2。經(jīng)過如此處理后的燃料氣體進入燃料堆的負極(燃料極)，同時將氧輸送到燃料堆的正極(空氣極)進行化學(xué)反應(yīng)，借助觸媒劑的作用迅速產(chǎn)生電能和熱能。

陽極反應(yīng)：H2+2e- →2H+

陰極反應(yīng)：1/2O2+2H+ → H2O+2e-

總反應(yīng)： 1/2O2 +H2 → H2O

電池本體(即單個電池)的輸出電壓在無負荷的狀態(tài)下，為1[V]程度。提高電流密度，通常設(shè)計以0.6—0.7[V/單個電池]為額定值。無負荷狀態(tài)與實際電壓的差作為熱能而放出。并且，電池本體的發(fā)電效率不決定于電池面積，所以，燃料電池本質(zhì)上即使是下容量的，也是高效率的。實際使用上是按輸出的需要，把數(shù)十個以至數(shù)百個電池本體串聯(lián)而積成為電池組合體(stack)的。

PAFC作為一種中低溫型（工作溫度180-210℃）燃料電池，不但具有發(fā)電效率高、清潔、適應(yīng)多樣燃料、無噪音、運轉(zhuǎn)費低、設(shè)置場所限制少、大氣壓運轉(zhuǎn)容易操作、安全性優(yōu)良、部分負荷特性好等特點，而且還可以熱水形式回收大部分熱量。下表給出先進的ONSI公司PC25C型200kW PAFC的主要技術(shù)指標。最初開發(fā)PAFC是為了控制發(fā)電廠的峰谷用電平衡，近來則側(cè)重于作為向公寓、購物中心、醫(yī)院、賓館等地方提供電和熱的現(xiàn)場集中電力系統(tǒng)。

PAFC用于發(fā)電廠包括兩種情形：分散型發(fā)電廠，容量在10-20MW之間，安裝在配電站；中心電站型發(fā)電廠，容量在100MW以上，可以作為中等規(guī)模熱電廠。PAFC電廠比起一般電廠具有如下優(yōu)點：即使在發(fā)電負荷比較低時，依然保持高的發(fā)電效率；由于采用模塊結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場安裝簡單，省時，并且電廠擴容容易。

受1973年世界性石油危機以及美國PAFC研發(fā)的影響，日本決定開發(fā)各種類型的燃料電池，PAFC作為大型節(jié)能發(fā)電技術(shù)由新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機構(gòu)（NEDO）進行開發(fā)。自1981年起，進行了100kW現(xiàn)場型PAFC發(fā)電裝置的研究和開發(fā)。1986年又開展了200kW現(xiàn)場性發(fā)電裝置的開發(fā)，以適用于邊遠地區(qū)或商業(yè)用的PAFC發(fā)電裝置。

富士電機公司是目前日本最大的PAFC電池堆供應(yīng)商。截至1992年，該公司已向國內(nèi)外供應(yīng)了17套PAFC示范裝置，富士電機在1997年3月完成了分散型5MW設(shè)備的運行研究。作為現(xiàn)場用設(shè)備已有50kW、100kW及500kW總計88種設(shè)備投入使用。下表所示為富士電機公司已交貨的發(fā)電裝置運行情況，到1998年止有的已超過了目標壽命4萬小時。

我國在這方面還處于研究初期，與發(fā)達國家之間還有較大差距，需奮起直追。