我國固體氧化物燃料電池技術研發取得新突破 發電效率達46.5%

2021-01-09 觀察者網

科技日報訊 （通訊員靖詠安 記者劉志偉）華中科技大學燃料電池研究中心在國內率先自主研製出了5kW級固體氧化物燃料電池（簡稱SOFC）獨立發電系統，並實現了4.82kW的功率輸出，標誌著我國SOFC系統獨立發電技術取得了新突破。該中心承擔的「十二五」國家863計劃主題項目「燃料電池與分布式發電系統關鍵技術」課題「5kW中低溫平板型SOFC獨立發電系統集成技術」，於近日通過了科技部組織的現場技術驗收。

資料圖:固體氧化物燃料電池

SOFC是將煤、石油、天然氣等化石燃料、沼氣等生物質燃料，以及其他碳氫化合物中的化學能直接轉換為電能的電化學發電技術，具有高效率、低排放、無噪音等優點，在分布式電站、應急電源、交通運輸、軍事和海洋等領域具有廣闊的應用前景，被公認為21世紀綠色能源技術，對滿足電力需求、緩解能源危機、保護生態環境及保障國家安全都具有重大意義。

資料圖：固體氧化物燃料電池堆發電箱

在國家863計劃的支持下，華中科技大學燃料電池研究中心掌握了SOFC關鍵材料與部件規模化生產、電堆設計與製造、系統集成等核心技術，在國內率先自主研製了5kW級SOFC獨立發電系統，並實現了4.82kW的功率輸出。該系統採用雙電堆模塊和熱—電協同管控技術，發電效率達到46.5％，熱電聯供能量利用率可達79.7％；其中採用的大面積單電池功率密度高達1.2W/cm2，衰減速率僅為每千小時0.41％，達到了國際先進水平。

該系統的成功研製，表明我國SOFC技術基本具備了進入工程化和產品化階段的條件。該中心今後將致力於提高SOFC系統的可靠性和穩定性，並實現關鍵零部件的國產化，為我國SOFC技術的產業化和大規模應用奠定基礎。

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  • 美國能源部資助3400萬美小型固體氧化物燃料電池發電系統研發
    體氧化物燃料電池發電系統研發原創 CASEnergy 先進能源科技戰略情報研究中心 近日，美國能源部（DOE）宣布資助3400萬美元用於支持「小型固體氧化物燃料電池（SOFC）系統和混合電解槽技術」主題的新研發項目，旨在將國家實驗室、學術機構和私營企業研究力量進行有機整合，聯合攻關開發先進高效低成本的電解槽技術和SOFC，進一步改善小規模SOFC發電系統技術發電效率和成本效益，使其達到商業化應用水平，加快該技術在全美的部署和規模化應用。
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    中科院上海矽酸鹽所
  • 新奧股份研發6KW固體氧化物燃料電池實驗系統驗收成功
    來源：紅刊財經（2019年12月3日，中國北京訊）——近日，由新奧生態控股股份有限公司（簡稱「新奧股份」 600803.SH）自主設計研發的6KW固體氧化物燃料電池（SOFC）發電實驗系統經過嚴格測試，系統發電功率達到6kW的設計額定值，系統發電效率達到60%以上。
  • 固體氧化物燃料電池技術破冰 產業鏈卻亟待完善
    固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種效率高、燃料範圍廣的電化學發電技術，目前處於商業化初期。歷經15年潛心研發，潮州三環(集團)股份有限公司(以下簡稱三環)研究院突破了SOFC關鍵核心技術，關鍵部件的年出口額已超2億元。不久前，由其牽頭承擔的國家重點研發計劃「固體氧化物燃料電池電堆工程化開發」項目正式啟動實施。
  • 氧化鋯在固體氧化物燃料電池中的應用
    固體氧化物燃料電池相較其它燃料電池，特點是工作溫度較高，早期的SOFC工作溫度都在1000℃左右，高溫導致電池組成材料的緩慢分散及相間擴散，生產新的高電阻相；連接板的氧化；電池堆密封困難、密封失效；電極的燒結、毒化等問題。
  • 固體氧化物燃料電池壽命和可靠性 燃料電池的關鍵挑戰
    其中，固體氧化物燃料電池具有可模塊化設計、電池組件為全固態結構、運行壽命長、轉化效率高（可達50%～80%）、燃料適用性強（氫氣、一氧化碳、天然氣等多種碳氫燃料）、避免使用貴金屬作電極材料等突出優勢，常被稱作第四代燃料電池，發電效率可達60%以上，進行熱電聯供後效率可達80%以上。在分布式電站、動力電源、電子產品和大型發電站領域等都有廣闊的應用前景而受到了廣泛的重視。
  • 科學家開發固體氧化物燃料電池
    據俄羅斯衛星通訊社sputniknews報導，俄羅斯託木斯克理工大學的科學家正在開發用於碳氫燃料或氫氣發電裝置的固體氧化物燃料電池。他們與俄羅斯科學院西伯利亞分院強電流電子研究所的科學家一起提出了一種新的方法來獲得燃料電池的關鍵元素之一—電解質。託木斯克理工大學新聞處表示，這將延長燃料電池的使用壽命。
  • 近年來 國內固體氧化物燃料電池(SOFC)產業都有哪些項目進展?
    國內首套20kW級固體氧化物燃料電池發電系統試車成功2020年10月中旬，國家能源集團北京低碳清潔能源研究院自主研發的國內首套20kW級固體氧化物燃料電池(SOFC)發電系統在寧夏煤業實驗基地試車成功，達到運行條件。首套系統工況設計發電15kW，實際發電15.7kW，一次試車成工，達到預期目標。
  • 「技術應用」陳宇:探索固體氧化物燃料電池的新奧秘
    如今，固體氧化物燃料電池作為一種高效清潔的能源轉換技術，已經可以利用天然氣、煤的氣化淨化氣和生物質氣等燃料發電，發電效率可達60%以上，並具有減少二氧化碳排放的優點，得到了國內外科學家的青睞。「對於固體氧化物燃料電池來說，它的優點顯而易見，發展前景相當樂觀，但想要快速投入生產，最大的瓶頸是如何提升電池以及整個系統的穩定性。當穩定性提升了，一切困難將迎刃而解。」來自華南理工大學的教授陳宇介紹道。
  • 國家重點研發計劃「固體氧化物燃料電池電堆工程化開發」項目啟動...
    2019年6月26日，由潮州三環（集團）股份有限公司牽頭承擔的「可再生能源與氫能技術」重點專項2018年立項項目「固體氧化物燃料電池電堆工程化開發」在廣東潮州召開了項目啟動暨實施方案論證會。
  • 固體氧化物燃料電池工作原理
    固體氧化物燃料電池是一種新型發電裝置，其高效率、無汙染、全固態結構和對多種燃料氣體的廣泛適應性等，是其廣泛應用的基礎。由於SOFC發電的排氣有很高的溫度，具有較高的利用價值，可以提供天然氣重整所需熱量，也可以用來生產蒸汽，更可以和燃氣輪機組成聯合循環，非常適用於分布式發電。燃料電池和燃氣輪機、蒸汽輪機等組成的聯合發電系統不但具有較高的發電效率，同時也具有低汙染的環境效益。 常壓運行的小型SOFC發電效率能達到45%-50%。高壓SOFC與燃氣輪機結合，發電效率能達到70%。
  • 大通燃氣子公司開展「固體氧化物燃料電池」商業化應用
    上證報中國證券網訊大通燃氣子公司四川大通睿恆能源公司日前與華清京昆能源科技有限公司籤署戰略合作協議，雙方決定依託各自優勢，積極推進「固體氧化物燃料電池」在數據中心分布式能源領域的開拓應用，推動燃料電池分布式發電技術實用化、商業化進程，真正實現從實驗室到實際應用場景的跨越式發展，引領該行業技術的進步和產業的發展
  • 固體氧化物燃料電池的效率分析
    與傳統發電裝置相比，燃料電池具有效率高、汙染低、噪音低、可靠性高等特點。並且燃料電池對氣體中燃料含量要求不高，甚至在非常低的燃料含量下仍然可心工作。與質子交換膜燃料電池(PEMFC)相比，同體氧化物燃料電池(SOFC)不儀可以使用H2作為燃料，還可以使用其他氣體(如甲烷等)作為燃料，並且一些在常溫下是液態的燃料也是其潛在的燃料來源；與熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)相比，SOFC使用固體電解質，將沒有或者只有少量的腐蝕存在。因此在所有燃料電池技術中，SOFC由於其獨特的優點受到很多研究機構的關注。
  • 燃料電池是最有發展前途的發電技術
    [5]  發電效率高 燃料電池發電不受卡諾循環的限制。理論上,它的發電效率可達到85% ～90%,但由於工作時各種極化的限制,目前燃料電池的能量轉化效率約為40%～ 60%。若實現熱電聯供,燃料的總利用率可高達80%以上。
  • 固體氧化物燃料電池二三事
    在燃料電池的大家庭中，固體氧化物燃料電池(SOFC)是除了質子交換膜燃料電池(PEMFC)以外另一種較受矚目的能量轉換裝置。
  • 報告|2019-2023中國固體氧化物燃料電池產業調研分析
    北極星儲能網訊：燃料電池按電解質的類型分類，可分為鹼性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PEMFC)五大類。
  • 美國馬裡蘭大學研製出固體氧化物燃料電池
    近日，美國馬裡蘭大學的研究人員就宣布他們研製出了一種效率遠高於汽油發動機的燃料電池，與其他燃料電池相似，這種燃料電池通過化學反應來產生電能，因此它的發電效率是燃燒式發電機的