美開發出小規模高效固體氧化物燃料電池

　　風力發電沒有條件，太陽能電池效率太低，燃油發電機太不環保……如果這些能源都無法滿足你的需求
，固體氧化物燃料電池(SOFC)huoxushiyigebucuodexuanze。juwulixuejiazuzhiwangbaodao，meiguoxibeitaipingyangguojiashiyanshiriqiankaifachuyizhonggaoxiaolvdexiaoguimogutiyanghuawuranliaodianchi，nengyuanzhuanhuaxiaolvkeda57%，其試驗係統可產生2千瓦的電力
，非常適合家庭使用。加之其高效環保的優勢
，有望讓每家都擁有一個“發電站”成為現實。 　　什麼是SOFC 　　在了解固體氧化物燃料電池之前，我們需要先知道什麼是燃料電池。從外觀上看起來，燃料電池就像是一個蓄電池，有陰極
、yangjiyeyoudianjiezhi。dantamenzuidadebutongzhichuzaiyu，xudianchishiyigechudianzhuangzhi
，ranliaodianchishiyigefadianzhuangzhi

，tanenggourangjuyoukeranxingderanliaoyuyangfanyingchanshengdian。yincizhiyaoyouchixuderanliaogongying，ranliaodianchijiunengyuanyuanbuduandichanshengdianli。 　　燃料電池最大的優勢是高效和環境友好。目前普通燃油發電機隻能把18%的化學能轉化為電能
，如果是汽車發動機

，其最終轉化率還不足15%。相比之下，不少燃料電池都可以實現30%到50%的轉化率。高效率意味著燃料電池能夠在消耗更少燃料、產生更少汙染的情況下，產生與傳統發電廠相同的電量。 　　固體氧化物燃料電池是新一代燃料電池，能夠在高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能轉化成電能。無論是氧氣、沼氣、氫氣還是柴油、汽油，都可以作為其發電的燃料。與其他燃料電池相比
，固體氧化物燃料電池還具有燃料適應性廣、能量轉換效率高、全固態、模塊化組裝、零汙染等優點。 　　著眼於小放眼於大 　　固體氧化物燃料電池是一種很有前途的技術，能夠提供清潔高效的能源。到目前為止

，大多數人都將注意力集中在能產生1兆瓦或更多電力的
、可(ke)取(qu)代(dai)傳(chuan)統(tong)發(fa)電(dian)站(zhan)的(de)較(jiao)大(da)係(xi)統(tong)的(de)研(yan)究(jiu)上(shang)
，以(yi)期(qi)產(chan)生(sheng)突(tu)破(po)性(xing)的(de)成(cheng)果(guo)。為(wei)何(he)西(xi)北(bei)太(tai)平(ping)洋(yang)國(guo)家(jia)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)科(ke)學(xue)家(jia)非(fei)要(yao)劍(jian)走(zou)偏(pian)鋒(feng)
，將(jiang)注(zhu)意(yi)力(li)集(ji)中(zhong)在(zai)小(xiao)係(xi)統(tong)的(de)研(yan)發(fa)上(shang)呢(ne)
？ 　　該實驗室固體氧化物燃料電池項目首席工程師文森特·斯普瑞克解釋說：“因為小係統也有優勢，有時候甚至還能勝過大係統。”家庭和社區用戶就是這樣一個實例：ruguoanzhidaxingxitong
，qichanshengdedianlijiangchaoguofujindiqudehaodianliang，ruciyilaijiubixutongguoshudianxianlujiangqishusongdaoqitadifang。erzheyiguochengbiranhuizaochengyixiedianlidesunhao。lingyifangmian，xiaoxitonggengjiaqingbianlinghuo，anzhuangweizhikeyigengkaojinyonghu，shusongchengbenhesunhaohuigengdi，ruguoxuyaodehuahainengjiangqijichengqilaixingchenggengdadexitong。 　　為此

，科學家們提出了一個設想
，這個小型發電係統既要在效率上超過50%，又要在需要時能夠輕鬆擴展進行分布式發電。 　　兩項創新解難題 　　為了實現這一目標
，讓小型係統產生接近甚至高於大型係統的效率，研究人員采用了兩項名為微通道和燃料循環的工藝。 　　固體氧化物燃料電池由陶瓷材料製成，分為正極、fujihedianjieyesangecengci。gongzuoshi
，jingguoyasuodekongqiyurehoushouxianbeibengruzuoweifujidewaiceng，kongqizhongdeyangqihuibianchengdaifudianhedechaoyangyinlizi。erhoufujiheneibudedianjiezhicengxiangjie，yanglizichuanguodianjieyedadaozhengjiceng，zainaliyangliziyuranliaofashengfanyingchanshengdianjifuchanpinzhengqiheeryanghuatan。 　　danciqiandefangfashirangzhengqizhijiebaoluyuranliaodianchizhizhong，zhehuidaozhiranliaodianchizhongdetaocicengshourebujunshenzhisunhuai。xinyanjiuzhong，kexuejiamencaiyongleyizhongweitongdaojishu，rangzhengqicongwaibuwanchengheranliaodianchidechubufanying，budanjianshaoledianchidesunhuai
，haizengjialefanyingdebiaomianji，tigaolefanyingxiaolv。tongguogaijishu，fanyingguochengzhongdeyurehefeiqiyenengzhongxindedaoliyong，youjinyibujianshaoleranliaodexiaohao。 　　實驗顯示，經過優化後的係統在2.2千瓦時
、1.7千瓦時的效率分別可以達到48.2%和56.6%。研究小組預計，隻需再進行幾個小的調整

，他們還能將係統效能提高到60%。這不但高於內燃機15%的效率
，也遠高於同等體積的其他燃料電池30%到50%的效率。他們製造的單個試驗係統已能產生2千瓦的電力，這與一個典型的美國家庭的耗電量大體相當。經過擴展後，該係統還能升級到100千瓦至250千瓦之間，能夠滿足50個至100個美國家庭的用電需求。 　　斯普瑞克對這一結果十分滿意。他說：“雖sui然ran這zhe種zhong小xiao型xing固gu體ti氧yang化hua物wu燃ran料liao電dian池chi成cheng本ben較jiao高gao
，目mu前qian還hai無wu法fa大da規gui模mo推tui廣guang

，但dan這zhe項xiang工gong作zuo向xiang人ren們men證zheng實shi了le這zhe種zhong技ji術shu的de可ke行xing性xing

，說shuo明ming在zai增zeng加jia發fa電dian量liang的de同tong時shi減jian少shao二er氧yang化hua碳tan排pai放fang並bing不bu是shi癡chi心xin妄wang想xiang。”他希望這項技術能盡快在單個家庭或公司獲得應用。 　　相關論文發表在學術期刊《電源》上。