1、系统工程与改造中心介绍 2019年4月27日 日本高温燃料电池研发进展 与中广核研究院氢能 Development of high temperature fuel cell in Japan and hydrogen energy research in CNPRI 第九届中国国际储能大会 刘世学 中广核研究院有限公司 2019年4月26日，杭州 1. 高温燃料电池研发背景 2. 日本高温燃料电池研发进展 3. 中广核研究院氢能 目录 CONTENTS 2 01 高温燃料电池研发背景 3 燃料电池的预期应用情景 固体氧化物燃料电池(SOFC) 分布式电站 家庭用热电联供系统 便携式电源 SO
2、FC利用提质生物质气发电 SOFC汽车 Robert Kee et al. 氢气的来源、运输及应用 02 日本高温燃料电池研发进展 7 日本SOFC产学研地合作模式 SOFC单电池、电池堆开发 ECS Trans., 78(1), 2211 -2221 SOFC单电池、电池堆开发 爱信精机 世界最小尺寸（ H1.2 W1.2 D0.19 m） 发电功率： 50700 W 热回收功率： 2351005 W 发电效率（-LHV）： 52 热回收效率（-LHV）： 35 总体效率（-LHV）： 87 尺寸（m）： 0.78(W)0.33(D)1.2(H) 质量（kg）：106 储水（L）： 28 S
3、OFC发电系统开发 ENE-FARM的市场化现状与预期 价格及销售量累计统计 终端用户负担额及目标 SOFC发电系统开发 三浦工业与住友精密工业 业务用4.2kW固体氧化物燃料电池（SOFC） 燃料： 都市燃气 额定功率（kW-AC）： 4.2 热回收功率（kW）： 3.7 发电效率（-LHV）： 48 热回收效率（-LHV）： 42 总体效率（-LHV）： 90 尺寸（m）： 1.88(W)0.81(D)1.78(H) 质量（kg）： 780 2017年年10月月上市上市 SOFC发电系统开发 三菱日立电力系统（株） 管状SOFC+燃气涡轮发电系统 2013年3月测试发电效率达50.2%（L
4、HV） 2013年9月完成4000个小时的连续运转实验 加压复合型发电系统 200kW 单 发电模块 单根管状燃料电池 燃料电池组 SOFC 模块结构 SOFC发电系统开发 爱知县工厂（2013年启动 ） 三菱日立电力系统&丰田汽车 加压复合型发电系统 250kW 九州大学伊都校区 SOFC发电系统开发 富士电机 发电功率： 50 kW级 发电效率：50%以上 热回收效率：30%以上 装置尺寸：W5.0D2.2 H2.8 (m) SOFC发电系统开发 日立造船 大阪市花博纪念公园 中压供给实验，2018.1.26启动 燃料：城市燃气（主要成分为甲烷） 额定功率：20kW级 发电效率：大于52%
5、 热回收效率：40% 尺寸：2.2米x4.3米x2.8米 单个电池堆 SOFC发电系统开发 电装（DENSO） 电装（DENSO）5kW级容量SOFC发电系统 公司、单位用SOFC系统的实用化技术验证： 针对燃料回收机构使用的高效率SOFC发电系统，进行实用化技术开发。目标为发电效率60%以上。 SOFC发电系统开发 岩谷产业、产总研、岩尾磁器 低温运行：500650，快速启动 额定功率：50200W 发电效率：40 微型SOFC发电机 市场定位 微型固体氧化物燃料电池发电机 松下中温质子导电型SOFC 600 阴极: La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-d 电解质: BaZr0.8
6、In0.2Fe0.8O3-d 阳极: Ni/BaZr0.8In0.2O3-d 单电池性能 单电池外形 中温质子导电型固体氧化物燃料电池开发 03 中广核研究院氢能 21 深圳市氢能安全工程技术研究中心 中心背景 深圳市氢能安全工程技术研究中心依托中广核研究院建设，以保障氢气安全和支撑氢能产业发展为出发点。 研究方向 涵盖氢气特性、临氢材料、安全防护技术、设备安全性能试验及安全仿真分析等研究内容。 中心目标 搭建完善的氢能设备安全性能试验平台，致力于与国内同行通力合作，建立健全的氢能设备安全评价标准与鉴定体系，形成氢能安全科学研究以及产学研示范基地。 36 纵深防御 主动预防 保守决策 风险导向
7、 20 储氢技术发展情况 安全理念 氢安全基本理念 将严格的核电安全理念，用于氢安全保障 中广核氢安全研究基础 相关氢安全研究项目 核电厂消氢装置研发 氢气扩散分布试验平台 混氢燃气扩散数值模拟 发电机氢气冷却 压水堆严重事故下锆水反应 涉及氢气利用 37 氢气特性研究 氢安全仿真分析 储氢设备安全测试 安全专设性能验证 研 究 方 向 安全泄放阀性能验证 氢气传感器性能验证 氢气报警器性能验证 氢能设备安全距离研究 氢气爆炸影响范围研究 氢安全事故下应急响应策略研究 氢气泄漏扩散机理研究 氢气射流燃烧特性研究 氢气爆炸影响范围研究 储氢设备强度性能测试 储氢设备循环疲劳测试 储氢设备充放性能
8、测试 储氢设备耐火烧性能测试 深圳市氢能安全工程技术研究中心 38 系统开发技术攻关 已建立SOFC辅助系统动静态模型，在系统物料、热量和化学平衡的计算方面取得显著进展，正在探索高可靠性系统控制策略。 化工厂 矿场 海上平台 养殖场 副产氢 炼化副产气 天然气 沼气 电能 热能 冷能 应用模式开发 在多个场景下，利用就地便捷燃料，通过尾气回收、能量梯级利用、热制冷等技术，完成了热电冷多联供（CCHP）系统应用方案开发及经济性分析。 投资回报收益年限57年 变电价 变燃料价格 26 固体氧化物燃料电池研究进展 氢能利用-固体氧化物燃料电池 市场导向，结合自身优势，聚焦SOFC发电系统集成开发； 我们以开放的态度，欢迎国内外高校，科研院所及企业开展深度合作，共同推动SOFC产业化迈向新的高度。 谢谢!
