宁波材料所SOEC高温电解水制氢取得重要进展

2011-4-12 10:33 来源: 中国科学院
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  氢能的开发首先要解决廉价的氢源问题,目前90%以上的氢气来自于天然气。由于太阳能、风能在能源结构中的比例逐渐提高和其间隙式的特点,多余的电能以氢气的方式储存是解决可再生能源储存的一种模式。应用固体氧化物燃料电池逆反应进行高温电解水制氢,结合可再生能源和先进核能提供的热能和电能,热氢转化效率可高达50%以上,是低成本氢气大规模制备的有效途径,因此成为近年来能源领域的一个研究热点。

  中科院宁波材料技术与工程研究所燃料电池与能源技术事业部2009年起在固体氧化物燃料电池研究方向的基础上,开设了SOEC高温电解水制氢课题,在中科院百人计划、中科院重要方向性项目“氢燃料制备新方法、新原理研究”以及科技部863等项目的支持下,近日在高温电解水制氢方面取得重要进展。

  宁波材料所SOFC团队采用自主设计与研制的平板式固体氧化物燃料电池30单元电堆标准模块进行高温电解水制氢,单体电池有效面积70cm2。电解堆以H2(0.5L/min)为保护气氛,并在阳极通入标准气压下2.24L/min的水蒸气流量。通过对比水蒸气通入量和收集量,电解堆在800摄氏度下,水蒸气电解转化效率维持在73.5%,产氢速率为94.1NL/h。该电解堆已经稳定运行近800小时,目前仍在运行中。

  这一结果表明,宁波材料所SOFC研发团队所研制的高温电解堆在水蒸气电解效率、产氢速率、电解能量效率以及稳定性上均处于世界先进水平,为电解堆大规模制氢打下了坚实的基础。 

SOEC高温电解水制氢稳定性曲线

SOEC高温电解水制氢设备