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、無噪聲等優點。
除以上優點外,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自身發電效率可達到60%,與熱氣輪機聯合使用,利用余熱發電,可將SOFC的發電效率提高到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境效益。
由于性能優異,全球進入SOFC行業布局的企業數量不斷增多。在海外,SOFC相關企業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相關企業主要有濰柴動力、潮州三環等。2018年,濰柴動力通過收購英國Ceres Power公司20%股份,進入SOFC行業布局,目前已布局相關關鍵核心技術。潮州三環突破了SOFC關鍵核心技術,關鍵部件已經出口到海外市場。
新思界
行業分析人士表示,我國政府對新能源汽車產業發展的關注度高,動力電池研發因此受到重視。我國“十四五”國家重點研發計劃“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被列入,將推動我國SOFC行業技術進一步提高。我國SOFC研發起步較早,技術研究日益深入,現階段行業發展的問題在于研究成果商業化轉化速度慢,未來在推動SOFC行業商業化發展方面還需加大力度。