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什么是固态氧化物燃料电池?
日期:2011-07-08
     固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效地转化成电能的全固态化学发电装置。它是效率最高的能量转换器,电效率可达55%,热电联产效率在80%以上,高于任何一种传统的发电机和其它类型的燃料电池,在分布式发电与供能应用领域有着得天独厚的竞争优势,被普遍认为将成为智能电网体系中最具竞争力的稳定发电与供能单元。
    近年来发达国家一直大力支持低成本、高稳定性和高可靠性的固体氧化物燃料电池技术研发,中国科学院宁波材料技术与工程研究所燃料电池与能源技术事业部创建于2006年,下设材料设计组、电池生产组、过程优化组、电堆制造组、系统集成组。事业部的人员覆盖化学与化工、应用物理、材料科学与工程、机械、热能、控制工程和计算机专业,拥有博士学位人员11名,硕士学位人员19名,本科和大专学位人员20名,中专和技术工人20多名,是一支大型的工程技术研发团队。
 
     经过4年多的建设,事业部已经拥有完善的SOFC用粉体与单电池中试实验生产线,元部件和单电池测试平台,电池堆设计、制造和测试平台,以及系统设计、组装和演示平台,是目前全球最大的燃料电池研发中心之一。经过事业部全体成员的不懈努力,先后在SOFC粉体、电池生产、电堆设计与制造、系统集成方面取得了令国内外同行瞩目的成绩:
(1) 在电极粉体制备方面,掌握了高性能SOFC用纳米粉末的批量合成与评价技术。
(2)在电池生产方面,搭建了国内第一条全国产化SOFC单电池生产线,开发出高强度、超薄型SOFC单电池制备方法,单电池的性能达到了1W/cm 2( 8 5 0 oC , 0 . 7 V),单电池产品已经销往海内外几十家企业和科研单位。
(3)在电堆设计与制造方面,研发出了具有优异热循环性能的SOFC电堆,实现了电堆模块化与批量化,并进行了电堆塔的设计与集成,成功实现了1.4kW(800oC,0.7V)的输出功率,对应的燃料利用率达到了69%。
(4)在系统集成方面,开发了多孔介质燃烧器、分立式重整器及新一代控制平台,搭建了H I L(hardware in-loop)模拟测试平台,并基于该平台成功进行了2kW固体氧化物燃料电池系统模型与燃烧部分硬件互动的运行控制开发。
      宁波材料所燃料电池事业部的目标是要力求在两到三年内,掌握SOFC产业化全套技术,实现百千瓦级SOFC分布式发电与供能的规模演示及产业化。