固體氧化物燃料電池(SOFC),是在中高溫條件下將燃料化學能直接轉化為電能的全固態(tài)電化學裝置。SOFC是第三代燃料電池,與其他燃料電池相比,其理論能量密度最高,效率高,未來有望得到普及應用。
SOFC主要由陽極(燃料極)、陰極(空氣極)、電解質、連接體四大部分組成,無需貴金屬催化劑,由陽極通入燃料氣,可采用氫氣、甲烷、甲醇、天然氣、煤氣、生物質氣等多種燃料,由陰極通入空氣或氧氣,二者發(fā)生反應轉化為電能。SOFC具有能量密度高、燃料適應性強、轉化效率高、安裝便捷、成本較低、無污染、無噪聲等優(yōu)點。
除以上優(yōu)點外,由于SOFC的工作溫度高,最低在500℃以上,最高可達到1000℃,其余熱具有較高利用價值。SOFC自身發(fā)電效率可達到60%,與熱氣輪機聯(lián)合使用,利用余熱發(fā)電,可將SOFC的發(fā)電效率提高到80%以上。此外,SOFC也可以與燃氣輪機、蒸汽輪機聯(lián)合使用,為天然氣重整、蒸汽產生提供熱量。由此可見SOFC具有較高經濟價值與環(huán)境效益。
由于性能優(yōu)異,全球進入SOFC行業(yè)布局的企業(yè)數(shù)量不斷增多。在海外,SOFC相關企業(yè)主要有美國布魯姆能源、美國西屋電氣、英國Ceres Power、愛沙尼亞Elcogen、日本三菱重工等。在我國,SOFC相關企業(yè)主要有濰柴動力、潮州三環(huán)等。2018年,濰柴動力通過收購英國Ceres Power公司20%股份,進入SOFC行業(yè)布局,目前已布局相關關鍵核心技術。潮州三環(huán)突破了SOFC關鍵核心技術,關鍵部件已經出口到海外市場。
新思界
行業(yè)分析人士表示,我國政府對新能源汽車產業(yè)發(fā)展的關注度高,動力電池研發(fā)因此受到重視。我國“十四五”國家重點研發(fā)計劃“新能源汽車”重點專項中,車用固體氧化物燃料電池關鍵技術開發(fā)被列入,將推動我國SOFC行業(yè)技術進一步提高。我國SOFC研發(fā)起步較早,技術研究日益深入,現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展的問題在于研究成果商業(yè)化轉化速度慢,未來在推動SOFC行業(yè)商業(yè)化發(fā)展方面還需加大力度。