关于燃料电池发电技术调研报告 (二 )

究与开发行列，1986年研究出500W圆管式SOFC电池堆，并组成1.2kW发电装置。东京电力公司与三菱重工从1986年12月开始研制圆管式SOFC装置，获得了输出功率为35W的单电池，当电流密度为200mA/cm2时，电池电压为0.78V，燃料利用率达到58%。1987年7月，电源开发公司与这两家公司合作，开发出1kW圆管式SOFC电池堆，并连续试运行达1000h，最大输出功率为1.3kW。关西电力公司、东京煤气公司与大阪煤气公司等机构则从美国西屋电气公司引进3kW及2.5kW圆管式SOFC电池堆进行试验，取得了满意的结果。从1989年起，东京煤气公司还着手开发大面积平板式SOFC装置，1992年6月完成了100W平板式SOFC装置，该电池的有效面积达400cm2。现Fuji与Sanyo公司开发的平板式SOFC功率已达到千瓦级。另外，中部电力公司与三菱重工合作，从1990年起对叠层波纹板式SOFC系统进行研究和综合评价，研制出406W试验装置，该装置的单电池有效面积达到131cm2。
　　
　　在欧洲早在70年代，联邦德国海德堡中央研究所就研究出圆管式或半圆管式电解质结构的SOFC发电装置，单电池运行性能良好。80年代后期，在美国和日本的影响下，欧共体积极推动欧洲的SOFC的商业化发展。德国的Siemens、DomierGmbH及ABB研究公司致力于开发千瓦级平板式SOFC发电装置。Siemens公司还与荷兰能源中心(ECN)合作开发开板式SOFC单电池，有效电极面积为67cm2。ABB研究公司于1993年研制出改良型平板式千瓦级SOFC发电装置，这种电池为金属双极性结构，在800℃下进行了实验，效果良好。现正考虑将其制成25～100kW级SOFC发电系统，供家庭或商业应用。
　　
　　表燃料电池的分类及技术比较
　　
　　燃料电池
　　
　　电解质
　　
　　工作温度
　　
　　电化学反应式
　　
　　PEMFC
　　
　　固体有机膜
　　
　　60-100℃
　　
　　阳极：H2→2H++2e
　　阴极：1/2O2+2H++2e→H2O
　　
　　PAFC
　　
　　H3PO4
　　
　　175-200℃
　　
　　阳极：H2→2H++2e
　　阴极：1/2O2+2H++2e→H2O
　　
　　MCFC
　　
　　（Li、Na、K）2CO3
　　
　　600-1000℃
　　
　　阳极：H2+CO32－→H2O+CO2+2e
　　阴极：1/2O2+CO2+2e→CO32－
　　
　　SOFC
　　
　　YSZ（用Y2O3稳定的ZrO2）
　　
　　600-1000℃
　　
　　阳极：H2+O2－→H2O+2e
　　阴极：1/2O2+2e→O2－
　　
　　6．燃料资源评估
　　
　　燃料电池运行时必须使用流动性好的气体燃料。低温燃料电池要用氢气，高温燃料电池可以直接使用天然气、煤气。这种燃料的前景如何呢？我国的天然气储量是十分丰富的，现已探明陆地上储量为1.9万亿m3，专家认为我国已探明天然气储量为30万亿m3。我国还将利用丰富的邻国天然气资源，俄罗斯西西伯利亚已探明天然气储量为38.6万亿m3，可向我国年供气200~300亿m3；俄

《关于燃料电池发电技术调研报告 (二 )(第7页)》