中低溫發(fā)電商業(yè)前景好 燃料來源拓展至天然氣
哈爾濱工業(yè)大學(xué)孫克寧科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)成功中溫固體氧化物燃料電池，在大面積電池基片制備核心技術(shù)方面取得突破。記者9月17日從該校獲悉，他們開發(fā)的單體電池的功率及功率密度等達(dá)到國際先進(jìn)水平，而且新型電池可采用開然氣作燃料，從而減輕溫室效應(yīng)和空氣污染。目前課題組正在進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能和壽命，降低成本，以盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
這項(xiàng)成果實(shí)現(xiàn)了固體氧化物燃料電池（SOFC）的中低溫化，其采用的流延法共燒結(jié)技術(shù)組裝了當(dāng)前國內(nèi)最大尺寸100mm×100mm的單體電池，同時(shí)將以前1000℃以上才能發(fā)電的工作環(huán)境溫度降低到750℃，避免了電極燒結(jié)導(dǎo)致衰減快、電極與電解質(zhì)界面發(fā)生反應(yīng)、電池組件熱膨脹特性不匹配、金屬連接材料腐蝕等常見問題。新成果日前已通過黑龍江省組織的科技鑒定。
課題組成員告訴記者，SOFC是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)裝置，被稱作第四代燃料電池。相較于堿性燃料電池、磷酸鹽燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池前三代燃料電池以及傳統(tǒng)熱機(jī)，SOFC具有能量轉(zhuǎn)化效率高、燃料適用性廣、成本低、節(jié)能減排、零污染等優(yōu)點(diǎn)，電池綜合發(fā)電效率達(dá)50%以上，熱電連供可達(dá)80%以上。此前研究開發(fā)的SOFC工作溫度通常在1000℃左右，如此高溫操作難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，若降低溫度又會(huì)降低電極材料的催化活性。新成果徹底打破了這一瓶頸。
記者還了解到，這種新型燃料電池可采用天然氣為燃料，不僅能充分利用黑龍江省蘊(yùn)藏豐富的深層天然氣資源，有效緩解電力供需緊張矛盾，還能降低發(fā)電過程和汽車尾氣碳、氮、硫的排放量，減輕溫室效應(yīng)和空氣污染。尤其是以氣化煤氣為燃料的SOFC聯(lián)合蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù),整合了煤炭氣化、蒸汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電等已有的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，在充分利用碳基燃料、發(fā)電效率較高的燃料電池發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)發(fā)展氫分離技術(shù)和CO2捕獲和回收技術(shù)。因此，這項(xiàng)成果對(duì)提高我國煤炭資源型城市轉(zhuǎn)型，改變煤炭資源產(chǎn)業(yè)鏈短、附加值低的現(xiàn)狀具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
