第四代燃料电池核心技术告破

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作者：赵凤莉 张乃庆     文章来源：中国化工报      更新时间：2010-09-20

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　　哈尔滨工业大学孙克宁科研团队自主研发成功中温固体氧化物燃料电池，在大面积电池基片制备核心技术方面取得突破。记者9月17日从该校获悉，他们开发的单体电池的功率及功率密度等达到国际先进水平，而且新型电池可采用开然气作燃料，从而减轻温室效应和空气污染。目前课题组正在进一步提高产品性能和寿命，降低成本，以尽快实现产业化。
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　　这项成果实现了固体氧化物燃料电池（SOFC）的中低温化，其采用的流延法共烧结技术组装了当前国内最大尺寸100mm×100mm的单体电池，同时将以前1000℃以上才能发电的工作环境温度降低到750℃，避免了电极烧结导致衰减快、电极与电解质界面发生反应、电池组件热膨胀特性不匹配、金属连接材料腐蚀等常见问题。新成果日前已通过黑龙江省组织的科技鉴定。

　　课题组成员告诉记者，SOFC是将燃料的化学能直接转化为电能的电化学装置，被称作第四代燃料电池。相较于碱性燃料电池、磷酸盐燃料电池、质子交换膜燃料电池前三代燃料电池以及传统热机，SOFC具有能量转化效率高、燃料适用性广、成本低、节能减排、零污染等优点，电池综合发电效率达50%以上，热电连供可达80%以上。此前研究开发的SOFC工作温度通常在1000℃左右，如此高温操作难以实现商业化应用，若降低温度又会降低电极材料的催化活性。新成果彻底打破了这一瓶颈。
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　　记者还了解到，这种新型燃料电池可采用天然气为燃料，不仅能充分利用黑龙江省蕴藏丰富的深层天然气资源，有效缓解电力供需紧张矛盾，还能降低发电过程和汽车尾气碳、氮、硫的排放量，减轻温室效应和空气污染。尤其是以气化煤气为燃料的SOFC联合蒸汽轮机和燃气轮机发电技术,整合了煤炭气化、蒸汽轮机发电、燃气轮机发电等已有的优势技术，在充分利用碳基燃料、发电效率较高的燃料电池发电技术的基础上，继续发展氢分离技术和CO2捕获和回收技术。因此，这项成果对提高我国煤炭资源型城市转型，改变煤炭资源产业链短、附加值低的现状具有重大的现实意义。