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發達國家燃料電池發電技術開發現狀

發布時間:2010.04.23    新聞來源:江蘇新大高空公司    瀏覽次數:

發達國家燃料電池發電技術開發現狀

1.磷酸型燃料電池(PAFC)   PAFC技術開發的現狀與動向:  日本自實施月光計劃以來,作為國家級項目,正在實施5000千瓦級加壓型和1000千瓦級常壓型電廠實證運行。目前,磷酸型燃料電池的發電效率為30%~40%,如果將熱利用考慮進去,綜合效率可高達60%~80%。  除日本外,目前世界約有60臺PAFC發電設備在運轉,總輸出功率約為4.1萬千瓦。按國別和地區劃分日本為2.9萬千瓦,美國8000千瓦,歐洲3000千瓦,亞洲900千瓦。運轉中的發電設備除3臺(日本2臺,意大利1臺)為加壓型外,其他均為常壓型。磷酸型燃料電池的制造廠家目前主要為日本和美國,設備主要銷往歐、亞。  美國已完成基礎研究,200千瓦級電廠用電池近期有望商品化,但大容量電廠用電池處于停滯狀態。德國已引進美國200千瓦級電廠用電池進行試驗運行。另外,瑞典、意大利、瑞士等國也引進日、美的電池進行試運行。   2.熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)   日本對MCFC發電系統的技術開發始于1981年度的月光計劃,該計劃圍繞開發1千瓦級發電機組這個目標展開了對MCFC燃料、電極等的開發。該開發研究進展順利,從1984年開始,進而對10千瓦級發電機組進行研究開發。1986年,日立、東芝、富士電機、三菱電機、IHI分別對5臺10千瓦級機組進行發電試驗,其結果是輸出功率為10千瓦,初期性能為電池電壓0.75伏,電流密度150毫安/平方厘米。   1987年起,日本在對1000千瓦級實驗電場(外部改質型)進行主要開發的同時,對100千瓦級發電機組以及1000千瓦級機組的外圍設備的開發研究也取得了進展。1993年度,日立、IHI的2臺100千瓦級外部改質型機組和三菱電機的1臺30千瓦級內部改質型機組開始試驗發電運行。其試驗結果以及1994年度進行的5-25千瓦級機組的試驗結果表明,電池電壓0.8伏,電流密度達15毫安/平方厘米,單位時間內的劣化率小于1%。   在此基礎上,1994年度起開始著手開發1000千瓦級試驗工廠。1995年10月在中部電力(株)川越發電所開始建廠,確立了1000千瓦級實用化發電系統試驗工廠的基本系統,對現有的事業用燃料電池電廠的運行進行評價,計劃1999年開始試驗運行,其目標為:燃料利用率為80%,千小時電池的劣化率小于1%,初期性能為:電池電壓大于0.8伏,電流密度1500毫安/平方厘米,計劃試驗運行5000小時。  為使電池實用化,在上述研究開發的基礎上,還進行了機組長壽命化研究,計劃連續實驗運行4萬小時,每千小時單位劣化率小于0.25%。除此之外,還在開發200千瓦級內部改質型燃料電池發電系統。  美國能源部和美國電力研究所,正在積極開發MCFC。美國ERC公司開發的2兆瓦級內部改質型機組發電系統于1996年5月在圣克拉拉開始試驗運行。MC-power公司開發的250千瓦級外部改質型機組發電系統,1997年2月起在圣迭戈開始試運行。  在歐洲,MCFC作為共同項目正在研究開發,取得了一些進展,其主要項目如下:   ①高級DIC-MCFC發展計劃(1996-1998年)。荷蘭、英、法、瑞典等國參加研究,歐洲在市場分析、系統開發以及內部改質型機組的開發等方面取得進展。   ②ARGE項目(1990年起計劃10年內完成)。德、丹麥參加,并在內部改質型發電系統的開發上取得進展。  ③MOLCARE。由意、西班牙參加,并在外部改質型發電系統開發上取得進展。   韓國從1993年起開始開發MCFC,1997年以開發100千瓦外部改質型發電系統為目標,開始了第二階段研究開發工作。 發達國家燃料電池發電技術開發現狀

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