DIY电－SOFC固体氧化物燃料电池
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| 汪鸿生 |
| 1、DIY电 |
| DIY是"Do It Yourself" 的英文缩写，即自己动手做。我们经历过DIY电脑，即根据自己的资金与需求来组装自己的电脑。如今我们正在经历一场新的DIY运动，如DIY热，在北方可以根据情况来配置家里的取热量，想让家里温度高些就多消耗一些电能，家里无人时可以调整暖气的热量以节能。同样DIY电，可以利用其他方法来获取电能，如太阳能、燃料电池等。 |
| 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，是一个正在走向实用化的新一代电力工业技术，它以天然气、净化煤气、沼气和氢气等燃料，利用催化膜，把化学能转变为电能，是一种清洁、高效、零排放、绿色、环保、节能的发电新技术，也被认为是未来发电的变革性技术。可广泛应用于发电厂、分布式电站、家庭电站、汽车、电瓶车、移动设备电源等领域。（如电瓶车用“SOFC”，就不要充电，只要携带一个小小的燃气瓶，加一点燃料就能发电），这对国民经济和社会可持续发展有重大影响。 |
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2、SOFC工作原理
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| 3、SOFC优点 |
| SOFC与第一代燃料电池(磷酸型燃料电池，简称PAFC)、第二代燃料电池(熔融碳酸盐燃料电池，简称MCFC)相比，它有如下优点： |
| (1)较高的电流密度和功率密度； |
| (2)阳、阴极极化可忽略，损失集中在电解质内阻降； |
| (3)可直接使用氢气、烃类(甲烷)、甲醇等作燃料，而不必使用贵金属作催化剂； |
| (4)避免了中、低温燃料电池的酸碱电解质或熔盐电解质的腐蚀及封接问题； |
| (5)能提供高质余热，实现热电联产，燃料利用率高，能量利用率高达80％左右，是一种清洁高效的能源系统； |
| (6)广泛采用陶瓷材料作电解质、阴极和阳极，具有全固态结构； |
| (7)陶瓷电解质要求中、高温运行(600～1,000℃)，加快了电池的反应进行，还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原，简化了设备； |
| (8)产品系列从微型、小型、中型、大型产品实现全覆盖。SOFC微型电池可以为笔记本平板电脑提供电源，SOFC大型电池堆装置在一辆汽车上可以为百户家庭提供生活电源。 |
| 4、SOFC平板型产品优势 |
| 目前SOFC堆的结构主要为：管状(tubular)、平板型(planar)、整体型(unique)三种，其中平板型因功率密度高和制作成本低而成为SOFC的发展趋势。 |
| 本项目拥有的国际领先技术，采用了平板型低温（300－600度）SOFC技术的开发技术，为发展新型环保能源提供了可靠的保障，无论是分布式发电和电力调度补充供电，以及电动车的直接供电都带来了希望。 |
| 5、SOFC市场前景 |
| SOFC今天面临的问题是低成本和市场竞争价格的挑战。国际上氧化物燃料电池（SOFC）已有工业示范，但是，由于造价高，家庭型SOFC装置售价为5万美元，经过很多年努力，仍然难于进入市场。其造价高是由传统SOFC高温为1,000度材料和技术造成的。所以，现在中、低温（300-800度）SOFC是国际发展的主流，而低温(300-600度)SOFC由于造价低，最具市场竞争力。 |
| 在材料和科学发展方面：由于材料的限制，大多数研发活动限制于用传统高温（1,000度）铱金属的二氧化锆(YSZ)材料制备微米级的薄膜来减少电解质材料的电阻，以达到降低燃料电池操作温度的目的。但是微米薄膜电解质无法保证燃料电池的性能和重复性，而且由于YSZ 电导率的限制，仍然需要700度以上温度的操作。SOFC走向商业化，必须向低温发展。由于没有低温材料，SOFC面临巨大的挑战，而产业化和商业化迟迟不能实现。 |
| 据日本“富士经济”预测：日本的家用燃料电池市场规模于2020年将达到3,075亿日元。世界范围的市场需求更大，将达到1,200亿美元。中国的移动电源，车辆电源的需求在2020年也将达到1,000亿元。 |
| 6、SOFC项目技术优势 |
| (1)低温SOFC电池部件和构造的工艺：采用自动化连续陶瓷喷涂的技术，实现规模化生产线连续生产，提供高质量成型膜，辅以陶瓷基带，丝网印刷技术，制备工艺周期短，效益高，可控度高，成品率高，节约综合生产成本，是低温SOFC成功和实用化的制备技术。 |
| (2)低温SOFC电池组制造：剔除了传统1,000度高温工艺对材料和密封技术的苛刻要求，避免了高温陶瓷件之间的硬性连接和密封的难点。利用金属薄片部件的韧性，实现软连接，使用进行有效部位的密封焊接，从而解决传统高温SOFC的密封难题。 |
| 7、SOFC的SWOT分析 |
| (1)Strengths（优势） |
| 技术先进，配套服务，提供全套技术资料，高技术人才济济，工程经验丰富。 |
| (2)Weakness（劣势） |
| 技术新颖，受技术专利池的影响；国人观念的转变，成本影响。 |
| (3)Opportunity（机会） |
| 减排政策的引领，新型能源政策的启动，为替代能源的尝试提供新机遇。深圳宝安区上千家材料企业，产值达160亿元，政府积极支持相关企业大干快上。 |
| (4)Threat (威胁) |
| 各国高度重视，价格优势的影响；国内研究机构与企业快速合作实现SOFC的产业化与商品化。 |
| 8、SOFC项目预期成果的经济、社会、环境效益分析 |
| 中低温 SOFC作为发电系统最显著特点是能源利用率高和几乎零排放，与汽轮机联合循环的效率达到80%，远远超过我国火电系统约30%的效率。该技术的商业化将对现有的能源转换与传输系统产生巨大的影响，甚至产生巨大的能源技术革命。 |
| 国外对SOFC电池组件的需求强劲，可以将电池组出口。在未来的若干年内，SOFC技术将成为动力装备制造技术的新型产业，经济社会效益巨大。 |
| 联系邮箱： John_hong@126.com。 |