固体氧化物燃料电池

第三代燃料电池
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固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC），是一种清洁高效的绿色能源转换技术，其能源转化率可以达到60%，与热电联产机组（Combined Heat and Power Units，CHPs）组网使用，能源转化效率可高达85%。SOFC除了可以使用氢气作为燃料外，还可以使用沼气、天然气甚至复杂的碳氢化合物作为燃料。[1]
SOFC属于第三代燃料电池，是一种在高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的新型发电装置。[2]当SOFC燃料为氢气时，在电流产生过程中唯一的副产物是水。SOFC也可以利用碳氢化合物，例如甲烷或一氧化碳作为燃料，发电过程所产生的副产物除水之外还有二氧化碳（CO2）。使用SOFC技术将碳氢化合物转为电能的过程比使用传统的内燃机更环保，由于SOFC发电过程不受卡诺循环（Carnot cycle）的限制，因此可以达到更高的转化效率。[1]
2023年2月1日， 中国首套自主知识产权、自主设计研发和生产的固体氧化物燃料电池（SOFC）热电联供系统在江苏徐州华清京昆能源有限公司举行产品下线仪式。[2]

原理

在所有的燃料电池中，SOFC的工作温度最高，属于高温燃料电池。近些年来，分布式电站由于其成本低、可维护性高等优点已经渐渐成为世界能源供应的重要组成部分。由于SOFC发电的排气有很高的温度，具有较高的利用价值，可以提供天然气重整所需热量，也可以用来生产蒸汽，更可以和燃气轮机组成联合循环，非常适用于分布式发电。燃料电池和燃气轮机、蒸汽轮机等组成的联合发电系统不但具有较高的发电效率，同时也具有低污染的环境效益。