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更新(月/日/年):2017 年 12 月 27 日

开发紧凑型高功率燃料电池系统

– 通过提高输出功率和耐用性对车辆和机器人应用的期望 –


研究人员:Hirofumi Sumi,高级研究员,无机功能材料研究所和 Atsumitec Co, Ltd

纳米结构控制的电极材料和操作控制技术已开发用于固体氧化物燃料电池(SOFC)中液化石油气(LPG)的内部部分氧化重整和乙醇的蒸汽重整。 AIST与Atsumitec Co, Ltd合作,展示了一种尺寸紧凑、输出功率高的便携式发电系统。

图:通过提高SOFC的工作温度来提高输出功率
通过提高SOFC的工作温度来提高输出功率



开发方法

纳米结构控制的电极材料已被开发用于防止在SOFC中碳氢化合物燃料(例如丁烷)内部部分氧化重整为氢气和一氧化碳期间由于碳沉积而导致的降解,并促进在650°C以上的温度下的电极反应。还开发了操作控制技术来优化重整条件。结果,一种紧凑、高输出的燃料电池模块已被成功展示,其输出功率的体积功率密度是传统模块的三倍。此外,通过液体燃料(例如乙醇)的内部蒸汽重整来优化发电的操作条件,着眼于确保燃料可用性的灵活性。

背景

主要使用甲烷的固定式SOFC系统,例如名为ENEFIRM的住宅热电联产(CHP)系统,已经商业化。 AIST 此前展示了一种在 400 至 600 °C 温度下由液化石油气驱动的便携式燃料电池系统,用于灾难/紧急供电。近年来,车辆、机器人、无人机等增程器的需求预计将快速增长。因此,需要能够利用液体燃料发电、并且更紧凑且输出功率密度更高的便携式SOFC系统。一般来说,SOFC的性能在高温下会提高,但传统电极在高温下容易因积碳而劣化。

未来计划

AIST将持续研究其他碳氢化合物和醇类燃料的内部重整,以进一步扩大燃料灵活性,并提高SOFC模块的输出功率和耐用性。它还将燃料电池模块和系统技术与公司联系起来,以实现各种目的的实际应用。







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