寧波材料所在千瓦級小型SOFC發(fā)電系統(tǒng)方面取得突破
固體氧化物燃料電池(SOFC)與傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比,具有發(fā)電效率高、排放清潔、燃料范圍廣等優(yōu)點,同時,它也是一種極具吸引力的分布式發(fā)電技術,既可以建成大規(guī)模的固定電站,也可以建成小型的家用熱電聯(lián)產裝置,具有很好的商業(yè)化前景。SOFC走上商業(yè)化的一大難題是系統(tǒng)集成技術,以電堆為核心,構建自熱維持的熱區(qū),配套智能的控制模塊,實現(xiàn)長期穩(wěn)定的電能輸出是系統(tǒng)集成的關鍵。
中科院寧波材料所燃料電池事業(yè)部系統(tǒng)設計與集成組,是一支跨專業(yè)綜合性的團隊,在事業(yè)部電池設計與生產組和電堆設計與制造組的積極配合下,先后承擔了一家美國公司1kW發(fā)電與測試系統(tǒng)、文萊某大學1kW發(fā)電與測試系統(tǒng)、華電集團半山電廠5kW實地演示系統(tǒng)等項目。最近,該團隊研發(fā)了1kW自熱式獨立發(fā)電系統(tǒng),并成功運行,在全國范圍內首次實現(xiàn)了真正意義上的產電、產能,邁出了從實驗室走向家庭、市場的關鍵一步。該發(fā)電系統(tǒng)以民用天然氣為燃料,尺寸類似于一臺小型的電冰箱,在20A恒流放電時,可以連續(xù)穩(wěn)定地輸出約780W的電能,如圖1所示。最高放電功率約870W,如圖2所示,最大發(fā)電效率為43%,扣除系統(tǒng)自身耗電(約90W)后,系統(tǒng)最大發(fā)電效率約39%,與美國、日本等燃料電池公司報道的平均發(fā)電效率相當,達到世界先進水平。

圖1:1kW級SOFC發(fā)電系統(tǒng)20A恒流放電曲線圖

圖2:1kW級SOFC發(fā)電系統(tǒng)的I-V放電曲線圖
(燃料電池事業(yè)部)