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中国石油首套SOFC热电联供系统开发成功
燃料电池技术 中国石油 双碳目标
2023/8/15
203年8月9日，记者从石油化工研究院获悉，中国石油首套千瓦级固体氧化物燃料电池（SOFC）热电联供系统开车成功并稳定运行超千小时。这也是国内首套高效发电、联产蒸汽并实现长周期平稳运行的SOFC热电联供系统。
固体氧化物燃料电池（SOFC）与传统的发电方式相比，具有发电效率高、排放清洁、燃料范围广等优点，同时，它也是一种极具吸引力的分布式发电技术，既可以建成大规模的固定电站，也可以建成小型的家用热电联产装置，具有很好的商业化前景。SOFC走上商业化的一大难题是系统集成技术，以电堆为核心，构建自热维持的热区，配套智能的控制模块，实现长期稳定的电能输出是系统集成的关键。
电池堆是固体氧化物燃料电池（SOFC）的核心部件，其性能直接决定了SOFC是否能够商业化。中科院宁波材料技术与工程研究所燃料电池研发团队经过几年来的研究，先后攻克了电池堆密封技术，设计了具有特殊结构的电池堆，并建了国内首条具有放大效应的电堆生产实验线，月产容量可达100kW，相关技术申请发明专利8项，其中获得专利授权3项（专利授权号: ZL200710069012.X, ZL20081006147...
SOFC中干甲烷浓度对Ni-YSZ阳极上反应的影响
固体氧化物燃料电池 阳极 甲烷 反应
2014/4/14
为探讨固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)中干甲烷浓度对反应的影响,采用色谱在线测量阳极尾气,总结阳极尾气的变化规律。在此基础上,分析干甲烷在固体氧化物燃料电池Ni-YSZ阳极上的反应,寻找干甲烷浓度与电流对电池阳极反应影响的数学关系。结果表明,随着电流密度的增加,低浓度甲烷按顺序发生CH4+O2- → CO+2H2+2e-、CH4+2O2- → CO+H2...
SOFC热管理系统中的串级控制应用
固体氧化物燃料电池 热管理系统 多级热容积 串级控制
2014/6/24
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)因其高效率、零污染而被誉为21世纪最有潜力的发电技术之一。本文针对SOFC热管理系统的多级热容积大滞后和强干扰等特点，运用一种有效的控制方法——串级控制来对SOFC进行闭环控制。该控制方法能很好的解决多级热容积这一滞后动态过程带来的响应慢、调节时间过长等控制难题，并能有效抑制负载变化引起的干扰。最后通过仿真结果说明该控制方法...
SOFC连接体用STS444/Y合金的高温导电性能研究
固体氧化物燃料电池 金属连接体 面比电阻 高温氧化
2012/5/25
以固体氧化物燃料电池(SOFC)金属连接体为研究对象，分析铁素体不锈钢STS444涂覆稀土元素Y后在750℃下的高温氧化和导电行为。利用辉光放电光谱（GDS）和二次离子质谱（SIMS）技术研究了主要元素(Fe，Cr，Mn，Si)和稀土元素Y 对氧化膜生长和高温导电性能的影响。结果表明，Y元素的活性元素效应使STS444/Y合金可以显著改善其抗氧化性和高温导电性，可作为SOFC金属连接体的候选材料。
宁波材料所研制出抗弯强度最高的SOFC平板式单电池
宁波材料所 SOFC 平板式单电池
2009/8/24
中科院宁波材料所SOFC团队建立了中国第一条平板式固体氧化物燃料电池（SOFC）单电池中试实验生产线，生产面积为10×10cm2～15×15cm2的单电池，年产能达到20000片。生产的单电池销往丹麦、瑞士、英国、美国、日本、新加坡，以及中国台湾等地区。单电池最大功率在850℃达到90W，在750℃达到50W（活性面积10×10cm2）。
SOFC内部重整反应与电化学反应耦合机理
电化学 SOFC
2009/6/12
以经过预重整反应的混合气为原料的固体氧化物燃料电池（SOFC）内部，甲烷蒸气重整反应与电化学反应同时发生在阳极多孔介质中，二者受到不同的操作与设计参数的影响，对电池总体性能起着决定性作用。编制了三维数值模拟程序，对由多孔阳极层、气体流动管道、固体支撑平板构成的单个复合管道进行了研究。结果显示：重整反应主要发生在多孔材料靠近流动管道的薄层内，只有靠近管道入口处才能在较深处进行;电化学反应发生在多孔层...
宁波材料所SOFC单电池燃料利用率创新高（图）
宁波材料所 SOFC 单电池燃料 利用率
2009/5/18
燃料电池在工作状态下的燃料利用率直接影响着燃料电池系统的效率和经济性，高燃料利用率是燃料电池研发追求的最重要技术指标之一。5月13日，中科院宁波材料所燃料电池与能源技术事业部单电池测试组对事业部生产的编号为D091226-9的单电池性能进行了系统研究，研究结果表明，该单电池在工作温度为850 ℃、750 ℃、700 ℃，放电电压为0.7 V时的功率密度分别达到600、460与270 mW/cm2。...
宁波材料所SOFC研发团队取得电池堆研发重要进展（图）
宁波材料所 SOFC研发团队 电池
2009/5/4
4月24日，中科院宁波材料所SOFC研发团队电池堆研发组搭建并测试了10单元电池堆，在750℃最大功率达到310W（H2，Air），最大功率密度达到0.31W/cm2，电池堆及其单体电池的I-V曲线测试结果如图所示。单体电池的最大功率达到50W，最小功率达到25W，即单体电池的最大功率密度达到0.5W/cm2，最小功率密度达到0.25W/cm2。该研发结果标志着宁波材料所SOFC研发团队生产的单电...
中温SOFC密封玻璃热稳定性研究
2007/12/13
摘要 研究了一种热稳定性好的中温固体氧化物燃料电池密封玻璃. 研究表明, 此密封玻璃的热膨胀系数(室温～631℃)为9.8×10-6/K, 与8YSZ电解质的热膨胀系数10.0×10-6/K(室温～631℃)接近, 并且在700℃热处理300h后, 该密封玻璃的热膨胀系数几乎没有变化. 粘度实验表明, 玻璃在700℃下具有足够的刚性, 适合于运行温度在700℃左右SOFC的密封. 化学相容性的研究...
平板式SOFC结构热应力的有限元分析
2007/12/12
摘要 采用有限元数值计算方法, 对平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)的结构建立了三维有限元分析模型, 模拟计算了平板式SOFC单电池在均匀温度场中由于各层部件之间的热膨胀系数差异而产生的热应力, 并对模拟结果进行了分析和讨论, 为优化平板式SOFC的材料选择和结构设计提供了依据. 计算结果表明: 在阳极(或阴极)与电解质界面处出现热应力的最大值; 界面热应力的大小及分布与电极材料的热膨胀系数和温...
摘要 较低的催化活性大大地限制了La0.85Sr0.15Cr0.9Ni0.1O3-δ(LSCN)作为直接碳氢化合物燃料SOFC阳极材料的应用. 本文尝试用Pechini法合成LSCN,并按重量比1:1向其中加入纳米Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)作为阳极材料. 经1500℃高温烧结12h后, LSCN与SDC以及电解质YSZ仍可以保持各自独立的相结构. 加入SDC没能提高阳极的电导率, 但由...