日本最新氨燃料电池成功实现世界最大功率(1kW)发电

根据日本Mynavi Corporation 7月5日的报道,日本科学技术振兴机构(JST)宣布,京都大学、则武、IHI、日本触媒、丰田自动织机、三井化学、德山(以下统称:研究组)通过共同研究将氨作为直接燃料的燃料电池,成功实现了世界最大规模发电。

此次研发成功的1kW级SOFC电池堆外观(出自:JST官网)

注:SOFC为固体氧化物燃料电池英文缩写

富含氢的氨(NH3)作为候选能源载体备受关注。以氨为燃料发电时,仅排出水和氮,因此,排放的二氧化碳量小于使用碳氢化合物的燃料电池。

研究组本次成功研发的可大规模发电的将氨作为直接燃料的固体氧化物燃料电池的原理是:将作为发电燃料的氨直接供给附接到氧化锆电解质一侧的燃料电极,并将空气供给对侧的空气电极,从而在两电极间产生电力。

至此,已进行了小规模发电试验,而本次技术的特点在于堆叠了30个燃料电池单体,使温度分布最小且氨气可在各单体间均匀流动,因此,将氨直接供给接近实用规模的1kW级SOFC电池堆进行发电。

通过将氨直接供给电池堆进行发电,可获得与纯氢相当的良好发电特性,在1kW规模下燃料电池的直流发电效率高达到50%以上。采用1kW级评估系统成功稳定连续运行1000小时。

以氨为直接燃料的固体氧化物燃料电池原理(出自:JST官网)

另外,该研究组同时开发出了自热反应器和催化剂,将氨气与空气的混合气体供给蜂窝状催化剂以进行部分燃烧。已证明,在出口气体温度达到500℃时可实现130秒的快速启动。即使将由反应器生成的含氢的混合气体供给SOFC电池堆,也可实现1kW级发电。

1kW级 SOFC用自热式反应器(出自:JST官网)

研究组表示,未来氨燃料电池有望不依赖外部加热即可实现快速启动,并有计划生产运行用氨燃料的1kW级紧凑型成套设备。未来氨燃料电池有望作为分布式电源应用于商业发电等领域。

参考日本报道原文:https://news.mynavi.jp/article/20170705-a169/

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