2026-04-11 13:57:25
4552
據http://why.knovel.com/all-engineering-news/網站報道:燃料電池將進入個人家庭。當科學家和決策者在談論分布式發電時,通常人們最先想到的都是太陽能和風能。美國能源部的西北太平洋國家實驗室(PNNL)的研究人員再一次將燃料電池引入人們的視線,研究人員已經成功研發出一種新型固體氧化物燃料電池(SOFC),可以為個人家庭提供高效能源。
SOFC的設計理念是使用某種類型的陶瓷作為電解質,可以在較高的溫度下正常工作,由此可以顯著提高反應效率。一些SOFC裝置的發電效率可以達到60%,而便攜式發電機使用的內燃機的發電效率卻僅為18%。然而,這種裝置的操作溫度通常要達到1,100 -1,800華氏度,阻礙了他們作為發電裝置應用於工業領域。
目前人們對於大型燃料電池係統較為關注,這些裝置的發電能力大都超過1兆瓦,並且能夠取代傳統發電廠。然而研究人員相信,發電能力在1-100 千瓦之間的小型裝置可以作為高效發電裝置供個人家庭使用。
PNNL研發的這種SOFC裝(zhuang)置(zhi)是(shi)以(yi)沼(zhao)氣(qi)作(zuo)為(wei)燃(ran)料(liao)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)通(tong)過(guo)蒸(zheng)汽(qi)重(zhong)整(zheng)過(guo)程(cheng)將(jiang)沼(zhao)氣(qi)打(da)散(san)成(cheng)為(wei)其(qi)它(ta)組(zu)分(fen),這(zhe)些(xie)組(zu)分(fen)與(yu)氧(yang)之(zhi)間(jian)的(de)反(fan)應(ying)十(shi)分(fen)高(gao)效(xiao)。但(dan)是(shi)蒸(zheng)汽(qi)重(zhong)整(zheng)過(guo)程(cheng)有(you)可(ke)能(neng)會(hui)破(po)壞(huai)陶(tao)瓷(ci)電(dian)解(jie)質(zhi),因(yin)此(ci)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)將(jiang)這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)轉(zhuan)移(yi)到(dao)外(wai)部(bu)隔(ge)室(shi)進(jin)行(xing)。此(ci)外(wai),還(hai)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)熱(re)交(jiao)換(huan)器(qi)利(li)用(yong)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)廢(fei)氣(qi)對(dui)該(gai)隔(ge)室(shi)進(jin)行(xing)加(jia)熱(re),由(you)此(ci)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)蒸(zheng)汽(qi)重(zhong)整(zheng)效(xiao)率(lv)。
首個技術原型產品的發電能力可以達到2.2千瓦,發電效率高達48.2%,當發電能力縮小至1.7千瓦時,發電效率可提升至56.6%。研究人員認為,通過對裝置進行優化可以進一步將其發電效率提升至60%以上。更為重要的是,這種係統可以擴展至100-250千瓦。目前這種技術原型產品已經可以為一般美國家庭供電,而更大的裝置可以為50-100個家庭供電。