上海矽酸鹽所固體氧化物燃料電池研究取得進展

近日
，中國科學院上海矽酸鹽研究所自主研發的1kW固體氧化物燃料電池(SOFC)係統成功發電。

作為燃料電池中的一個重要類型，SOFC能量轉化效率最高(直接發電效率可達55％
，熱電聯產時能量利用率約75％)。此外，由於它是全固態結構，所以便於安全管理
；SOFC不僅可以使用純氫燃料
，還可以使用資源豐富而且經濟的煤氣、天然氣、生物質氣等作為燃料，便於推廣應用。SOFC技術的開發
、利用，不但可以優化我國的能源結構，降低傳統火力發電所帶來的環境汙染，還將帶動和促進相關高新技術產業（特別是稀土材料高附加值產品）的發展
，對我國經濟發展和國防建設具有重要意義。

鑒於SOFC的重要性，科技部和中國科學院自“九五”計劃開始對該技術進行了支持，且支持力度不斷增加，上海矽酸鹽研究所是重點資助對象之一。在研究所“一三五”規劃中，SOFC也ye成cheng為wei重zhong點dian培pei育yu的de五wu個ge方fang向xiang之zhi一yi。經jing過guo堅jian持chi不bu懈xie的de努nu力li
，科ke研yan人ren員yuan先xian後hou解jie決jue了le大da尺chi寸cun中zhong溫wen電dian池chi的de小xiao批pi量liang製zhi備bei問wen題ti
，電dian堆dui的de集ji成cheng和he熱re循xun環huan問wen題ti，含han碳tan燃ran料liao發fa電dian時shi的de碳tan沉chen積ji問wen題ti

，以yi及ji係xi統tong部bu件jian的de匹pi配pei問wen題ti等deng，終zhong於yu在zai國guo內nei率lv先xian成cheng功gong實shi現xian了le1kW的SOFC係統發電。

該係統不依靠外部電源加熱
，而是依靠電堆尾氣中的燃料燃燒提供熱量來保持工作溫度；它不需要使用昂貴的氫氣
，而是使用簡單易得的天然氣經水蒸汽重整後發電。該係統的設計功率為1kW
，使用13x13cm2的單電池，電堆工作溫度750℃，功率密度～0.2W/cm2
，工作電壓40V，發電效率～35%；在發電的同時提供熱水，總能利用效率～65%。和國外同類產品相比，雖然效率還有待提高，衰減還比較快，熱循環次數還有一定差距，但該係統的成功運行標誌著我國SOFC技(ji)術(shu)進(jin)入(ru)了(le)係(xi)統(tong)開(kai)發(fa)與(yu)優(you)化(hua)階(jie)段(duan)。後(hou)續(xu)工(gong)作(zuo)一(yi)方(fang)麵(mian)要(yao)實(shi)現(xian)電(dian)解(jie)質(zhi)粉(fen)體(ti)和(he)相(xiang)關(guan)材(cai)料(liao)的(de)國(guo)產(chan)化(hua)
，實(shi)現(xian)單(dan)電(dian)池(chi)和(he)電(dian)堆(dui)部(bu)件(jian)生(sheng)產(chan)的(de)批(pi)量(liang)化(hua)，同(tong)時(shi)還(hai)要(yao)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)電(dian)堆(dui)的(de)衰(shuai)減(jian)機(ji)理(li)，不(bu)斷(duan)降(jiang)低(di)衰(shuai)減(jian)率(lv)，延(yan)長(chang)係(xi)統(tong)壽(shou)命(ming)。科(ke)研(yan)人(ren)員(yuan)將(jiang)進(jin)一(yi)步(bu)完(wan)成(cheng)並(bing)優(you)化(hua)5kW的SOFC獨立發電係統，為未來開發分布式的SOFC係統產品而努力。