近年来燃料电池技术开发大汇总
三菱重工的燃料电池和微燃气轮机复合发电系统连续运转4000小时
三菱重工业利用固体氧化物型燃料电池(SOFC)和微燃气轮机(MGT)组成的200kW级复合发电系统实现了4000多小时的连续运转。该系统于2013年3月设置在东京燃气的千住科技中心(东京都荒川区)内开始运转,到目前为止未发生任何故障,一直在连续运转。
复合发电系统的燃料使用城市燃气。把城市燃气与压缩空气一同导入SOFC,通过化学反应发电,利用发电时产生的高温高压废气驱动微燃气轮机发电。另外,还可以组合利用微燃气轮机废热的热电联产系统。
SOFC的工作温度约为900℃,发电效率为50.2%(LHV)。包括系统负荷较大的夏季在内,一直以稳定的状态持续发电。
SOFC和微燃气轮机组成的复合发电系统由三菱重工从2008年度开始与新能源产业技术综合开发机构(NEDO)共同开发,此次的系统在提高SOFC输出密度的同时,还通过简化系统构成,把设置面积较原系统削减了一半。
三菱重工业计划对复合发电系统的安全性实施验证试验之后,面向商务和工业用途实现商品化。
阿兹米特组合燃料电池与热电元件,实现200W尾气发电系统
在展会“Innovation Japan 2013”(2013年8月29~30日于东京有明国际会展中心举行)上,日本阿兹米特公司(ATSUMITEC)把组合热电转换元件与燃料电池的“乘积效应单元”,以及使用该单元制成的“尾气发电系统”安装在摩托车上进行了展示。展出的摩托车上安装的系统的最大发电量为200W,“能够使燃效提高2~3%”(阿兹米特)。
此次的发电元件由固体氧化物燃料电池(SOFC)管与氧化物类热电转换元件组合而成。具体来说,是在SOFC管上粘贴n型和p型热电转换元件的高温部,然后将约300根这样的组合体安装到摩托车上。
对燃烧残余气体和燃烧热“再利用”
阿兹米特表示,组合使用SOFC与热电转换元件是因为在尾气利用中两者有望实现乘积效应。
具体而言,SOFC利用尾气中“汽油燃烧残余的氢气和碳氢化合物”(阿兹米特)来发电。摩托车尾气的温度高达约650℃,符合SOFC的工作温度条件。
热电转换元件除了尾气中的热量之外,还利用以SOFC的反应热形式产生的相当于150℃的“废热”来发电。即便停止排放尾气、SOFC停止工作,也可以利用热电转换元件凭借残余热量来发电,因此有望实现连续的电力供应。
松下开发出车载大输出功率燃料电池评估装置
松下公司日前开发出车载用途大输出功率燃料电池评估装置。将用于评估层叠多个发电模块的短堆(Short Stack),以及由发电模块单体构成的基础研究用途单个单元。将提供给汽车厂商和燃料电池零部件企业等,以推动其尽早实现商品化,加速开发燃料电池车。该装置采用了家用燃料电池评估技术。
上述评估装置是松下与其集团中开展设备解决方案、设计及软件业务的Panasonic Production Technology公司合作开发。在家用燃料电池评估技术中,增加了可应对大输出功率的高精度氢气压力、温度及电流控制功能。在燃料电池的开发过程中,首先使作为燃料的氢、空气温度、露点及流量发生变化,对其发电特性进行评估,然后决定最佳材料组成及结构等。
此前由于评估项目及条件测量精度不足,开发效率得不到提升,成为亟需解决的课题。所需输出功率为家用燃料电池100倍以上的车载燃料电池设想使用条件很多,例如使用环境及行驶状态等,因此需要精度更高的评估装置。松下此次开发的装置能够以较高的电流密度进行测量,还可进行模拟车辆启动及停止的发电评估。
松下以前曾向大学等提供660瓦的单个单元评估装置试制品,但没有可对燃料电池车配备的2千瓦~100千瓦燃料电池主体进行评估的大输出功率评估装置。今后将陆续提供从单个单元到车辆实际配备的全堆(Full Stack)燃料电池,符合各个商品开发阶段的评估装置,以及仿真发电和应对环境温度等选配功能。
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