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松山湖研发“神奇电池”,让传统能源更清洁高效!


2018-11-20 17:46 [企业] 来源于:幸福松山湖官微
导读:面对如何提高燃料利用效率 降低污染用量等重大问题 韩敏芳带领她的研发及产业化创新团队 发展碳基燃料先进高效利用和减排技术 于2015年在松山湖清华东莞创新中心 成立了燃料电池
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面对如何提高燃料利用效率

降低污染用量等重大问题

韩敏芳带领她的研发及产业化创新团队

发展碳基燃料先进高效利用和减排技术

于2015年在松山湖清华东莞创新中心

成立了燃料电池先进技术实验室

开展碳基固体氧化物燃料电池

研发及产业化项目

正加速将这一颠覆性创新技术

向产业化道路迈进

韩敏芳

清华东莞创新中心低碳能源环境技术研究中心主任,清华大学长聘教授,国家“973计划”项目首席科学家,能源行业高温燃料电池标准化技术委员会主任,中国能源研究会燃料电池专委会副主任兼秘书长,中国硅酸盐学会固态离子学分会副理事长,固体氧化物燃料电池领域的开拓者。

SOFC是“吃粗粮的大力士” 

韩敏芳研发的燃料电池是一种高效发电装置,将燃料的化学能直接转换为电能,能量转换是通过电极上的电化学反应来进行的。在各种燃料电池中,固体氧化物燃料电池(SOFC)可以直接使用各种含碳燃料,很容易与现有能源资源系统兼容,一次发电效率高达50%-60%。SOFC采用全固态结构,长期稳定性好,不使用贵金属催化剂,成本低廉,而且安静、可靠,对电力的质量有良好的保证。

气态的天然气、煤相关的气化煤气、焦炉煤气和煤层气等,液态的汽油、航空柴油和醇类等,固态的焦炭和煤等,这些燃料都以含碳化合物为主要成分,称为碳基燃料。碳基燃料SOFC是实现化石燃料高效转化和洁净利用的有效途径。

▲固体氧化物燃料电池堆

与燃煤发电技术相比,利用SOFC进行能量转换没有燃烧和机械过程,从而极大地提高了能量转化效率,避免了CO2以及粉尘等污染物的产生,SOFC极大降低了化石燃料在热点转换中的能量损失和对生态环境的破坏,具有更高的效率和耕地的污染,且SOFC一次发电效率高,与汽轮机热点联动后,能量转化效率高达80%以上。

▲发电系统

SOFC的广泛应用

SOFC是21世纪最有应用前景的绿色发电系统,可以满足不同规模、不同层次的电力需求,尤其适用于分布式发电系统,还可以用作便携式电源和辅助动力装置(Auxiliary Power Unit,APU),以及火车、轮船和潜艇上的动力系统。因此SOFC是高效洁净利用碳基燃料的良好解决方案。

同时它还具有燃料多样、安装地点灵活、建设周期短、适用范围广、全网安全性高的特点,由中国工程院主持出版的《中国战略性新兴产业发展报告2014》中SOFC技术已经独立成篇,中国能源发展战略的组成部分。

据估计,仅就SOFC作为机动车辆辅助电源这一项应用而言,每年可节约4.2亿吨柴油,并减少CO2排放量460万吨。如果SOFC能作为家用汽车的辅助电源进入千家万户,那么,市场之大、覆盖面之广,将会大幅度地降低SOFC的成本和改善尾气导致的空气污染。

加速实现SOFC产业化

SOFC作为未来发电的战略高技术,世界各国都非常重视。2012-2016年间,国家重大部署陆续出台相关方案,均对固体氧化物燃料电池发电系统提出了规划目标。从技术进展的世界趋势上看,SOFC处于从科研界向产业界的转化阶段,从示范运行向商业运行的发展阶段。

韩敏芳已经在松山湖对1kW的SOFC发电系统进行了示范运行,为了在电池性能 、成本、可靠性等方面进一步改进,满足产业化应用的要求,仍然需要对碳基燃料SOFC相关的基础科学问题、技术工程问题进行系统、深入的研究,以进一步提高其稳定性、降低成本。

(编辑:东莞网


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