בתא דלק זה, האלקטרוליט הוא חומצה זרחתית במצב נוזלי, בתוך מבנה טפלון, המכיל סיליקון קרביד. שם התא באנגלית:
PAFC = Phosphoric Acid Fuel Cell
זוהי טכנולוגיה מוכחת, היחידה הנמצאת החל מסוף שנת 1999 בייצור מסחרי.
תאי דלק מסוג זה, אינם רגישים לדו תחמוצת הפחמן (CO2), ולכן ניתן להשתמש באוויר לקבלת החמן, ובמימן מסחרי רגיל (לא נקי במיוחד).
בעיות עיכול מתכות (קורוזיה) מגבילים את החומרים מהם ניתן לבנות את התא, ובמיוחד המתכות המוליכות. משתמשים במתכות יקרות, כגון: זהב טנטלום, טיטניום ואפילו בפחם.
ניתן להשתמש גם בחומצה גפרתית (H2SO4), אך היא יכולה לפעול רק עד לטמפרטורות של 80-90 מעלות צלסיוס, מכיוון שבטמפרטורות גבוהות יותר, החומצה מגיבה עם המימן.
בטוקיו יפן, קיימת תחנת כוח המייצרת 10 מגהוואט חשמל.
בעולם קיימות כ 200 תחנות, המייצרות 200 קילוואט כל אחת.
ניתן להשתמש בה גם בדלקים פחמימניים שעוברים טיפול.
הבעיה היא ביעילות הכוללת הנמוכה יחסית של מערכת ייצור החשמל, ובעלות הגבוהה של הקטליזטור.
החרירים הקטנים במבנה זה, משאירים את החומצה במקומה, באמצעות תופעת הנימיות (Capilarity).
האלקטרודות משני צדדי האלקטרוליט עשויות מפחמן, עם פלטינה המשמשת כקטליזטור.
פלטות האלקטרודות הן מוליכות, ומכיוון שבונים הרבה תאי דלק, אחד ליד השני, משתמשים למעשה בכל אלקטרודה בנפרד משני צדדיה:
מצד אחד האלקטרודה משמשת כאנודה לתא אחד, ומצד שני היא משמשת כקתודה לתא הסמוך.
את המים הנוצרים כתוצאה מפעולת תא הדלק, מסלקים כקיטור בצד הקתודה. חמצן (או אוויר) המוזרמים על הקתודה, לוקחים בזרימתם את אדי המים.
טמפרטורת העבודה של תא דלק זה היא 1900, מכיוון שבטמפרטורות נמוכות ממנה, המים מתמוססים באלקטרוליט. למעשה טמפרטורת העבודה היא בתחום בין 150 – 210 מעלות צלסיוס.
בטמפרטורה של 2100 צלסיוס מתפרקת החומצה הזרחתית, ולכן יש לקרר את המערכת באמצעות הזרמת גז, או נוזל.
באנודה מתפרקת מולקולת המימן לשני יוני מימן, העוברים דרך האלקטרוליט לקתודה, ולשני אלקטרונים, העוברים דרך העומס החיצוני לקתודה. משוואת הריאקציה היא:
H2 — > 2H+ + 2e
בקתודה מתחברים יוני המימן, האלקטרונים, והחמצן ליצירת מים. משוואת הריאקציה היא:
1/2 O2 + 2H+ +2e — > H2O
מחירים לדוגמא:
באוסטרליה הותקן תא דלק, המייצר 200 קילוואט חשמל ו 200 קילוואט של מים חמים (בטמפרטורה 65 מעלות צלסיוס). הנצילות הכוללת של המתקן היא: 80%, המחולקת: 40% חשמל, ו 40% מים חמים.
עלות המתקן המורכב: 1.2 מיליון דולר, שהם בערך 3,000$ לקילוואט אנרגיה מנוצלת. זאת בהשוואה למחיר של 12,000$ לקילוואט של ניצול אנרגיית השמש.
זמן החיים החזוי של תא הדלק, הוא 20 שנה.
טיפול כללי יש לבצע כל תקופה של 4-5 שנים.
ניקוי פילטרים נדרש כל 3 חודשים.
פעם בשנה יש להפסיק את פעולת המתקן ליומיים, לצרכי תחזוקה שוטפת.
