Tế bào nhiên liệu oxit rắn (SOFC)

Tế bào nhiên liệu oxit rắn (SOFC)là hiệu quả nhấtpin nhiên liệu, còn được gọi là pin nhiên liệu gốm. Đây là một pin nhiên liệu trạng thái rắn hoàn toàn, chuyển đổi hiệu quả năng lượng hóa học của các loại khí nhiên liệu khác nhau (khí đốt tự nhiên, khí bãi rác, khí than, metanol, v.v.) thành năng lượng điện ở nhiệt độ trung bình và cao.

1. Môi trường và thành phần phản ứng pin nhiên liệu

Nói chung là,SOFCCó thể đạt được hoạt động tải đầy đủ ở nhiệt độ trên 650 độ. Ở cấp độ hệ thống, hệ thống cung cấp nhiên liệu (tiền tái tạo), hệ thống cung cấp khí (lò sưởi, máy nén), hệ thống điều khiển (bộ điều chỉnh điện áp, biến tần) và các thành phần khác cũng được yêu cầu để đảm bảo hoạt động ổn định của toàn bộ hệ thống. Hiệu quả làm việc có thể đạt 65%~ 80%. Do nhiệt độ làm việc cao, hoạt động phản ứng của nó là cực kỳ cao.SOFCbao gồm một tế bào đơn bao gồm chất điện phân (vật liệu gốm), cực dương/cực âm và đầu nối (gốm hoặc hợp kim), và một ngăn xếp bao gồm nhiều ô đơn. 

2. Kịch bản ứng dụng 

SOFC có thể được áp dụng cho việc phát điện phân tán,sức mạnh dự phòngCung cấp và đồng phát, và có thể được sử dụng trong sản xuất hydro, các trạm cung cấp năng lượng tích hợp, lưu trữ năng lượng, bảo tồn năng lượng hóa học, ứng dụng vận chuyển (chủ yếu được sử dụng trong các bộ mở rộng phạm vi xe thương mại và vận chuyển điện phụ), v.v.

1. Lựa chọn nhiều nhiên liệu SOFC có thể sử dụng khí tự nhiên, khí tổng hợp (khí hỗn hợp như CO, H2), khí sinh khối (như khí sinh học), v.v. làm nguyên liệu thô, và cũng có thể sử dụng than sang khí, khí metan, khí đá phiến, khí thải.

2. Hiệu suất điện phân cao SOFC có thể tạo ra điện khi chạy về phía trước và tế bào điện phân oxit rắn (SOEC) khi chạy đảo ngược. SOEC có thể sử dụng nhiệt thải và điện tái tạo, và hơi nước nhiệt độ cao và CO₂ nhiệt độ cao có thể tương thích với ứng dụng quy mô lớn của công nghệ SOEC, với hiệu suất điện phân lên tới 85%~ 95%, cao hơn nhiều so với các công nghệ điện phân nước khác.

3. Kết hợp nhiệt và năng lượng giúp cải thiện hiệu quả năng lượng. Thang đo phát điện của hệ thống nhiệt và nhiệt kết hợp vi mô thường là 1 đến 5 kW. Nó có thể trực tiếp cung cấp điện và năng lượng nhiệt được chuyển đổi từ khí đốt tự nhiên thành người dùng cá nhân. Khi có điện dư thừa, nó có thể bán điện cho lưới điện. Hệ thống nhiệt và nhiệt kết hợp phi tập trung này giúp tiết kiệm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng chính và cải thiện hiệu quả năng lượng. Nhật Bản và châu Âu là hai khu vực chính cho sự phát triển của hệ thống nhiệt và nhiệt kết hợp vi mô. Các dự án trình diễn nổi tiếng hơn của họ là Ene-Farm và Ene-Field.

4. Tương thích với nhiên liệu truyền thống SOFC có thể sử dụng nhiên liệu truyền thống, nhưng thời gian khởi động của nó dài hơn, phù hợp như một đơn vị năng lượng phụ trợ cho xe hơi sang trọng, xe giải trí và xe tải hạng nặng.

5. Có thể được sử dụng cho các hệ thống phát điện vi mô dựa trên SOFC điện di động cũng đang mở rộng sang lĩnh vực công suất di động, chủ yếu là do SOFC có mật độ công suất riêng cao hơn [mật độ năng lượng cụ thể là mô tả về khả năng của pin để giải phóng một lượng lớn năng lượng ngay lập tức. ], và SOFC ống micro có thể đáp ứng các yêu cầu của khởi động nhanh chóng.