综合新闻
1-1.5千瓦熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)在上海交大成功发电
2006年05月24日
上海交大根据我国能源结构以煤为主的国情,结合我国在21世纪能源发展的多元化趋势,选择了MCFC作为研究、开发重点。在上海市科委、上海电器(集团)总公司的帮助、支持下,上海交大科研人员经过三年的艰苦工作、努力吸收国内外宝贵经验、敢于创新、勇于突破,率先在国内成功进行了1-1.5千瓦的MCFC发电实验,取得了在国外一些国家至少需要6年甚至10年左右时间才获得的成果。今天(7月10日),上海市科委组织由中国工程院院士倪维斗、姚福生为正副组长的专家组,通过了由上海交大燃料电池研究所组织实施的上海市科委重点科研项目--"1-1.5千瓦熔融碳酸盐(MCFC)燃料电池系统"项目的成果鉴定。与会专家一致认为,上海交大组织6大学科的科研人员在短时间内研制完成的1-1.5千瓦熔融碳酸盐燃料电池并成功发电,为我国的燃料电池研究及实用化打下了坚实的基础。专家们指出,上海交大完全采用国内易购原材料和掌握了自主制备的大面积电池关键材料-电极,900cm2电解质基板的技术,大面积双极板流场设计技术,数十个电池串联而成的电池组层间匹配、层间密封技术,数十个电池串联而成的电池组现场烧结、运行和监控等一系列技术。经过电池组连续工作达300小时,最大输出功率达到1060瓦以上,电池组平均电池密度达到148.8mA/cm2,整体技术达到当前国内领先水平、国际在20世纪90年代初同类技术的先进水平。
燃料电池由于其发电方式与传统的通过燃烧化石燃料,取得热能再转化成机械能最终获得电能(化学能-热能-机械能-电能)的方式不同,它是通过电化学反应连续地把燃料中的能量直接转化成电能(化学能:燃料-电能)的一种发电方式。因此,具有发电效率高、污染小、可用作分散电源、不需要大量冷却水等优点,被认为是继火力发电、水力发电、原子能发电之后的第四大发电方式,是21世纪清洁能源之一。
燃料电池依据其工作温度不同,一般可分为低温、中温、高温三种类型。上海交大燃料电池研究所研制的MCFC燃料电池全称为熔融碳酸盐燃料电池,它的工作温度在600-700℃的范围内,用碳酸盐作为电解质,属于高温燃料电池类型。这种燃料电池因长期在高温和强腐蚀环境中工作,所以电池的材料、发电系统的组成、电池的运行操作等方面具有相当复杂的技术问题必须解决,也是当今国际燃料电池界公认的一项尖端科研项目。
高温燃料电池虽然在技术上有很多难度,但正因为它具有工作温度高,故与低温和中温燃料电池相比有着更高的发电效率(如比低温高20%的发电率),一方面它不需要贵金属作催化剂,另一方面它所用燃料可以是天然气、煤制气,还可与燃气轮机构成高效复合发电系统(复合发电率可高达80%),因此在电力工业上有很大的发展前景。在国际上,从20世纪80年代起,一些发达国家如美国、日本等均投入大量财力、人力、物力对燃料电池进行研究,取得了很大的成果,现已开始商用化进程。而在我国这项研究还只是刚刚起步,在技术方面与一些发达国家相比还有一定的差距,但像上海交大在内的一些国内科研院所的一些科研人员已经意识到我国的能源结构在相当长的一段时间内,仍以煤炭为主,燃料发电效率低且污染严重;从国民经济和社会发展的角度看,燃料电池的高效发电可产生巨大经济效益;燃料电池发电的洁净性又可产生巨大社会效益;还可改变我国以集中供电为主,为集中与分散供电相结合的供电方式,一旦遇到自然灾害等突发事件,有更大优越性,并已认识到MCFC燃料电池这项技术发展的深远意义和研究价值,并在积极地进行探索和实践,也已经取得了一定的成绩。
与会专家认为,配合"西气东输",如果用天然气作燃料,将可实现MCFC燃料电池的产业化,并可大大缓解上海地区用电紧张的状况。与会专家建议,有关方面应继续积极支持上海交大扩大实验,向更高发电量研发,争取尽快实现MCFC燃料电池的产业化。
燃料电池由于其发电方式与传统的通过燃烧化石燃料,取得热能再转化成机械能最终获得电能(化学能-热能-机械能-电能)的方式不同,它是通过电化学反应连续地把燃料中的能量直接转化成电能(化学能:燃料-电能)的一种发电方式。因此,具有发电效率高、污染小、可用作分散电源、不需要大量冷却水等优点,被认为是继火力发电、水力发电、原子能发电之后的第四大发电方式,是21世纪清洁能源之一。
燃料电池依据其工作温度不同,一般可分为低温、中温、高温三种类型。上海交大燃料电池研究所研制的MCFC燃料电池全称为熔融碳酸盐燃料电池,它的工作温度在600-700℃的范围内,用碳酸盐作为电解质,属于高温燃料电池类型。这种燃料电池因长期在高温和强腐蚀环境中工作,所以电池的材料、发电系统的组成、电池的运行操作等方面具有相当复杂的技术问题必须解决,也是当今国际燃料电池界公认的一项尖端科研项目。
高温燃料电池虽然在技术上有很多难度,但正因为它具有工作温度高,故与低温和中温燃料电池相比有着更高的发电效率(如比低温高20%的发电率),一方面它不需要贵金属作催化剂,另一方面它所用燃料可以是天然气、煤制气,还可与燃气轮机构成高效复合发电系统(复合发电率可高达80%),因此在电力工业上有很大的发展前景。在国际上,从20世纪80年代起,一些发达国家如美国、日本等均投入大量财力、人力、物力对燃料电池进行研究,取得了很大的成果,现已开始商用化进程。而在我国这项研究还只是刚刚起步,在技术方面与一些发达国家相比还有一定的差距,但像上海交大在内的一些国内科研院所的一些科研人员已经意识到我国的能源结构在相当长的一段时间内,仍以煤炭为主,燃料发电效率低且污染严重;从国民经济和社会发展的角度看,燃料电池的高效发电可产生巨大经济效益;燃料电池发电的洁净性又可产生巨大社会效益;还可改变我国以集中供电为主,为集中与分散供电相结合的供电方式,一旦遇到自然灾害等突发事件,有更大优越性,并已认识到MCFC燃料电池这项技术发展的深远意义和研究价值,并在积极地进行探索和实践,也已经取得了一定的成绩。
与会专家认为,配合"西气东输",如果用天然气作燃料,将可实现MCFC燃料电池的产业化,并可大大缓解上海地区用电紧张的状况。与会专家建议,有关方面应继续积极支持上海交大扩大实验,向更高发电量研发,争取尽快实现MCFC燃料电池的产业化。
蒋宏
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