SOFC

在燃料電池種類如此繁多的今天，如何分辨效率更高、應用領域更合適的燃料電池成了我們需要學會的第一步，那么，在這樣“紛繁復雜”的燃料電池市場中，到底什么是固體氧化物電池（SOFC）呢？根據搜集到的資料，小編今天就帶大家了解一下！


01
什么是固體氧化物燃料電池（SOFC）？
答：

燃料電池按電解質的類型可分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PEMFC)五大類。目前市場出貨類型以質子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池為主。

固體氧化物燃料電池，是一種采用電化學反應發電的裝置，無卡諾循環，其效率遠高于其他發電設備，主要產物是CO2和水。

02
固體氧化物燃料電池（SOFC）有什么樣的特點呢？
答：

SOFC具備發電效率高（自身發電效率接近60%，與熱氣輪機聯用效率可達80%以上）、熱電聯供效率高（余熱溫度高400°C-600°C、熱電聯供效率90%以上）、節約水資源（傳統發電用水量的2%）、綠色環保、易于模塊化組裝、燃料選用范圍廣（可使用天然氣、煤制氣、生物質氣、甲醇等），且不需要貴金屬催化劑，適應性強，是一種具有很高應用前景的燃料電池。

目前，廣泛使用的SOFC單元的組件設計形式大體分為兩類，即管式設計和平板式設計. 管式設計由于其良好的密封性能而具有良好的長期穩定性，而平板式設計由于短的電流路徑而具有高的功率密度，這兩種設計方式各有優缺點，因此可根據不同的應用場景選擇SOFC的設計類型。

03
我國固體氧化物燃料電池（SOFC）產業的發展情況？
從上世紀末開始，我國就已經開始了對SOFC的研究和探索。經過多年的攻克，對SOFC技術的研究已經達到相應水平。隨著技術理論的成熟，企業也開始著眼于SOFC產業中。

潮州三環(集團)股份有限公司是較為突出的一家，該公司是我國電子陶瓷領域的龍頭企業，從 2004 年開始開展 SOFC 相關技術的開發和量產工作，目前，已經成為全球最大的 SOFC電解質隔膜供應商和歐洲市場上最大的 SOFC 單電池供應商，該公司自 2015 年開始開展 SOFC 電堆核心部件的開發和生產工作，目前，電堆發電效率達 68%以上，預計壽命可達到 5 年，具有良好的可靠性。


此外，濰柴動力股份有限公司也在積極布局燃料電池的業務，2018 年成為英國 Ceres Power 的第一大股東，進入 SOFC 領域。徐州華清京昆能源有限公司、寧波索福人能源技術有公司也在積極開展 SOFC 的產業化工作。即便如此，國內 SOFC 產業與美國、日本和歐洲的先進水平相比，還有較大的差距，主要體現在以下方面：

(1) 尚未出現商業化的 SOFC 系統。我國的SOFC 系統開發，都還是停留在實驗室和樣機 階段，沒有商業化的 SOFC 引領，產業的參與度較低；

(2) SOFC 產業鏈還不完整。SOFC 工作溫度高，所用的換熱器、燃燒器、預重整器、水蒸氣發生器、電源、電控系統都是高度定制化的產品，目前，國內還沒有專業廠家供應相關的核心零 部件；

(3) 參與的企業較少，技術力量不強。國內參與 SOFC 的開發和產業化的企業不多，除了潮州三環(集團)股份有限公司、濰柴動力股份有限公司經濟實力較強，其他參與的公司規模較小，而日本、歐洲參與該技術開發都是大型的知名企業。

04
我國固體氧化物燃料電池（SOFC）的發展前景？
自“碳達峰、碳中和”的目標被提出以來，我國加快能源轉型的腳步，對資源的利用和消耗上也多方發力，全面考慮。不再依賴化石能源，轉戰清潔能源。SOFC 具有非常廣闊的應用市場前景，包括以下方面：


(1) 分布式能源：SOFC 在發電效率上具有很大的優勢，并且無噪音、無排放，安裝地點靈活，可在小區內、建筑物里、樓頂等區域安裝。SOFC 分布式能源的普及，也有利于國家能源戰略安全。


(2) 充電站：目前，隨著電動車的普及，充電站的電源需求對電網造成很大的沖擊，并且面臨的壓力越來越大，SOFC 可以為充電樁的電源供給提供有力的支撐和補充。


(3) 輪船、海島及邊遠地區：現有柴油發電機的領域，都可以采用綠色、無污染、無噪音的SOFC，其發電成本比柴油內燃機更加經濟；2020年 5 月，廣東省開展了內河流域船舶 LNG 動力改造的計劃，將采用 LNG 大幅度降低內河船的 SOx、NOx 的排放。在替代柴油機的領域，SOFC 有較大的優勢。


(4) 數據中心：供電集中，可以采用以 SOFC為核心的冷熱電三聯供，能源的綜合利用效率可以超過 85%。SOFC 的推廣，對于改善我國的能源結構風險、降低環境污染，具有非常顯著的促進作用。


（部分內容摘自《固體氧化物燃料電池產業的發展現狀及展望》陳爍爍）