固體氧化物燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀與固體氧化物燃料電池發(fā)展前景分析

• 2021年10月19日 GuoMeng來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 490 26
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固體氧化物燃料電池具有燃料適應(yīng)性廣、能量轉(zhuǎn)換效率高、全固態(tài)、模塊化組裝、零污染等優(yōu)點(diǎn)，可以直接使用氫氣、一氧化碳、天然氣、液化氣、煤氣及生物質(zhì)氣等多種碳?xì)淙剂?。在大型集中供電、中型分電和小型家用熱電?lián)供等民用領(lǐng)域作為固定電站，以及作為船舶動(dòng)力電源、交

固體氧化物燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種效率高、燃料范圍廣的電化學(xué)發(fā)電技術(shù)，目前處于商業(yè)化初期。固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，簡(jiǎn)稱(chēng)SOFC)屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫下直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置，是幾種燃料電池中，理論能量密度最高的一種。被普遍認(rèn)為是在未來(lái)會(huì)與質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)一樣得到廣泛普及應(yīng)用的一種燃料電池。

固體氧化物燃料電池的工作原理與其他燃料電池相同，在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。我國(guó)燃料電池研究始于1958年，曾在20世紀(jì)70年代發(fā)展航天事業(yè)的推動(dòng)下，燃料電池研究第一次快速發(fā)展，“九五”期間，科技部與中科院將燃料電池技術(shù)列入“科技攻關(guān)”計(jì)劃，電動(dòng)汽車(chē)也被列入國(guó)家重大科技產(chǎn)業(yè)工程中?！笆濉逼陂g，在“科技攻關(guān)”、“863”、“973”等國(guó)家計(jì)劃中，都安排了有關(guān)燃料電池技術(shù)的計(jì)劃和項(xiàng)目。燃料電池的特點(diǎn)決定了它具有廣闊的應(yīng)用前景。它可以用作小型發(fā)電設(shè)備、作為長(zhǎng)效電池，也可以應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)上。

目前燃料電池雖然由于成本昂貴、技術(shù)尚未完全成熟而無(wú)法得以廣泛應(yīng)用，但以其具清潔、高效、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)必將擁有廣泛的應(yīng)用前景。尤其是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)具有高功率、低溫運(yùn)行、快速啟動(dòng)、無(wú)噪聲等特點(diǎn)，使其在電動(dòng)汽車(chē)、航天、軍事等領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用。

2020年受疫情和政策影響，自2016年連續(xù)4年增長(zhǎng)的氫燃料電池汽車(chē)迎來(lái)了首次產(chǎn)銷(xiāo)下降。據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2020年全年燃料電池汽車(chē)生產(chǎn)1199輛，銷(xiāo)售1177輛，同比分別下降57.5%和56.8%。2020年氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)慘淡，而在2021年氫燃料電池汽車(chē)強(qiáng)勢(shì)開(kāi)局。據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，2021年1月，國(guó)內(nèi)通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)采購(gòu)的氫燃料電池車(chē)數(shù)量已達(dá)到690輛，占到2020年全年燃料電池汽車(chē)產(chǎn)量的57.55%。這主要是因?yàn)槭芤咔橛绊懞驼哂绊?，部分訂單延?021年。

目前日本、韓國(guó)和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都將大型燃料電池的開(kāi)發(fā)作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目，企業(yè)界也紛紛斥以巨資，從事燃料電池技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在已取了許多重要成果，使得燃料電池即將取代傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)及內(nèi)燃機(jī)而廣泛應(yīng)用于發(fā)電及汽車(chē)上。但燃料電池汽車(chē)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用依然受經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性制約，燃料電池系統(tǒng)成本的不斷下降以及性能的不斷提升是大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用前首要解決的問(wèn)題。

固體氧化物燃料電池發(fā)展前景

隨著時(shí)代的發(fā)展，新型能源成為不可或缺的物品。《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(shū)(2016)》提出2020年，我國(guó)以能源形式利用的氫氣產(chǎn)能規(guī)模將達(dá)到720億m3?！稓淠芘c燃料電池技術(shù)創(chuàng)新路線(xiàn)圖》提出2050年我國(guó)將實(shí)現(xiàn)氫能和燃料電池的普及應(yīng)用。

近年來(lái)，與國(guó)防部門(mén)相關(guān)的公用事業(yè)和無(wú)人機(jī)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)以及便攜式發(fā)電裝置也以顯著速度增長(zhǎng)。世界各國(guó)政府高度重視清潔能源的利用，導(dǎo)致使用燃料電池發(fā)電的總投資有所增加。因此，投資的增加促進(jìn)了當(dāng)前以及不久的將來(lái)燃料電池技術(shù)市場(chǎng)的發(fā)展。到2025年，全球燃料電池市場(chǎng)規(guī)模將從2020年的2.63億美元增至8.48億美元，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到26.4%。

固體氧化物燃料電池具有燃料適應(yīng)性廣、能量轉(zhuǎn)換效率高、全固態(tài)、模塊化組裝、零污染等優(yōu)點(diǎn)，可以直接使用氫氣、一氧化碳、天然氣、液化氣、煤氣及生物質(zhì)氣等多種碳?xì)淙剂?。在大型集中供電、中型分電和小型家用熱電?lián)供等民用領(lǐng)域作為固定電站，以及作為船舶動(dòng)力電源、交通車(chē)輛動(dòng)力電源等移動(dòng)電源，都有廣闊的應(yīng)用前景。

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