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betway必威滚球平台网站:国内6家企业固体氧化物燃料电池(SOFC)技术 “破冰”探索进展

作者:刀总 发布时间:2021-05-28 14:58

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)属于第三代燃料电池,是在一种在中高温下,直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的全固态化学发电装置,其发电效率达45%到60%,热电联产效率高达80%以上。可广泛用于固定电站、家庭电源、船舶动力、汽车动力、空间宇航等领域。

在煤炭工业和能源工业的环境友好化进程中,SOFC技术也发挥重要作用,世界上发达国家普遍把它作为一种战略储备技术。

中国也想占领这块技术高地,但迟迟难以商业化。原因在于其研发难度高且投入巨大,令国内不少企业望而却步,目前只有少数几家企业涉足其中。本文梳理潍柴动力、中广核集团、华清能源、晋煤集团、华科福赛、索弗克等6家企业的SOFC研发进展情况。

潍柴动力

潍柴动力成立于2002年,是国内综合实力较强的汽车及装备制造商之一,其在整车整机、汽车电子及零部件市场具有领先优势。而随着氢燃料电池产业的兴起,公司战略调整开始发力氢燃料电池领域。

在一次投资者调研活动中,潍柴动力透露,新能源业务是公司未来核心战略业务,SOFC是公司重点发展方向之一。

和其他试图布局SOFC的公司一样,潍柴动力遇到的最大困难就是缺乏核心技术。

对此,公司于2018年5月16日,以4000余万英镑收购英国低成本固体氧化物燃料电池开发商Ceres Power20%股权,并与其携手在中国潍坊成立合资公司,在固态氧化物燃料电池领域展开全面合作。

合资公司使用Ceres Power独有的SteelCell™技术,产销燃料电池系统、电堆和电池片,应用于客车、卡车和特定发电市场。

另外,双方将联合开发以CNG为燃料的30kW SteelCell™燃料电池,用于电动客车增程系统,预计2019年上半年完成验证。

业内人士认为,凭借潍柴动力在中国市场的资源优势和锡里斯能源公司的技术优势,本次合作将加速SOFC技术在中国市场的商业化进程。

中广核集团

中广核集团是一家由核心企业中国广核集团有限公司及40多家主要成员公司组成的国家特大型企业集团,拥有核、风、光、水、气等清洁能源发电资产。

着眼于国内电力过剩的情况,中广核集团重点考虑P2G(电转气及氢储能技术的应用)。集团旗下研究院——中广核研究院将目光瞄向SOFC这块“硬骨头”。

2018年9月18日,中广核研究院有限公司与哈工大(深圳)签订“固体氧化物燃料电池联合研发战略合作协议”。

对于公司目前在SOFC领域的发展情况,中广核研究院有限公司高级工程师张淑兴透露:“凭借平台优势,我们在已经在燃料电池领域承担了一些国家、深圳市和集团的项目。下一步,我们将以市场为导向,聚焦于SOFC系统集成和辅助系统的研发,包括重整器,燃烧器,热交换器,染料压缩机,控制器等等”

业内人士认为,在中广核集团这一资金雄厚、技术先进的央企宣布布局SOFC后,我国固体氧化物燃料电池技术即将开启“破冰”探索。

苏州华清京昆能源有限公司

苏州华清京昆能源有限公司(简称:华清新能源)创建于2010年,是一家集科学研究、新技术开发、高科技产品生产为一体的高科技企业,拥有自主知识产权,其固体氧化物燃料电池技术具备完整的产业化条件。具体产品有SOFC核心元件和关键材料、SOFC发电系统、燃料电池测试系统等。

为进一步扩大市场,2018年7月,公司签约投建徐州华清固体氧化物燃料电池项目。该项目落户江苏徐州经开区,并已于日前开工建设中。

项目一期建筑面积约1万平方米,主要产品为燃料电池动力系统、燃料电池热电联产、燃料重整系统、燃料电池辅助电源系统等。预计2019年6月底部分试产,2020年内可逐步实现全产能:年产单电池片100万片、单电堆4万套、热盒1万台、25千瓦发电系统1000台套等,总年产能可达25兆瓦。

晋煤集团

晋煤集团始建于1958年,是全国最大的煤化工生产企业,自身生产的煤炭超过40%在自有煤化工企业通过煤炭气化制造出各种煤化工产品。因此,在此过程中,探索开发氢能制造,不但在氢能制造成本上具有巨大优势,也在煤炭更深层次、更清洁化利用方面具有重大意义并带来可观效益。

2018年8月2日,晋煤集团煤化工研究院对外宣布,他们建设的全国首个以煤为原料的15kW固体氧化物燃料电池(SOFC)项目在晋煤集团天溪煤制油分公司燃料电池实验室打通全流程,实现了煤经气化再通过固体氧化物燃料电池发电的工程示范。

该项目技术由晋煤集团煤化工研究院联合清华大学、中国矿业大学(北京)、华清新能源共同开发,项目最终目标是建立一个以煤为原料的SOFC整体示范工程。

项目负责人、晋煤集团副总工程师付峻青介绍,这套15kW固体氧化物燃料电池装置是国内首次实现工业化运行的系统,其成功运行标志着我国在碳燃料电池技术领域10kW级发电系统的研发进程上迈进了一大步,为兆瓦级规模化应用奠定了基础。

武汉华科福赛新能源有限责任公司

武汉华科福赛新能源有限责任公司(简称:华科福赛)成立于2016年12月,是一家专业从事固体氧化物燃料电池发电系统研发的高科技企业。目前,公司已经形成了一个从原材料到单电池、电池堆、发电系统的完整产品链,成功研制了1-5KW独立发电系统及各种规格测试台。

在SOFC单电池、电池堆和系统制造方面,华科福赛处于国内领先水平,被国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇院士誉为中国SOFC产业化的牵头企业。

在国际上,华科福赛表现也毫不逊色。2018年4月,公司的“高效长寿管控的固体氧化物燃料电池系统”项目获日内瓦国际发明展金奖,

同年10月,公司与华中科技大学联合申报的“千瓦级固体氧化物燃料电池关键技术研究”获湖北省技术创新专项重大项目。

日前,华科福赛自主研发出kW级SOFC发电系统。该系统以加湿甲烷为燃料运行,系统所用电堆实测输出电功率高于1500W,在额定功率下燃料利用率为69.8%,电效率为49.7%。与美国、欧洲、日本等燃料电池公司报道数据相当。

对于公司未来发展计划,华科福赛高级科学家李曦透露:“接下来的重点工作一方面是千瓦级发电系统的集约化和电管理的研究;另一方面是针对高温燃料电池仪器的研制,形成样机示范的同时,开展行业推广应用。”

索弗克氢能源有限公司


索弗克氢能源有限公司设立于2015年,公司目前以管式固体氧化物燃料电池为主攻方向,致力于单管SOFC电池、管式SOFC电堆研究与开发;管式SOFC燃料电池系统集成;管式SOFC燃料电池与无人机应用技术开发;及在各个领域的其他燃料电池应用技术开发。

公司目前主要产品有:微管式固体氧化物燃料电池系统,燃料电池微管,关键陶瓷器件,燃料催化重整系统,减压阀、专用氢气\丙烷罐,无人机用氢燃料发电系统,SOFC教学装置,质子交换膜氢燃料电池教学装置。

公司科技研发项目《无人机用微管固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)电源系统》已经获佛山市科技局立项,并给予1000万元科技经费支助。

公司副总经理梁波透露,目前,高温固体氧化物燃料电池目前国内真正做到产业化的仅有3—4家,索弗克正是其中一家。

综合来看,中国目前对固体氧化物燃料电池的研究开发业已取得了很大的进展,但离商业化还有一定距离。面对这一现状,业内人士号召,除了相关企业的努力外,国家也需再加大扶持力度。

 


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