日本高温燃料电池研发进展与中广核研究院氢能

日本高温燃料电池研发进展与中广核研究院氢能Developmentof

hightemperaturefuelcell

in

Japanand

hydrogenenergy

research

inCNPRI1.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CONTENTS201

高温燃料电池研发背景3燃料电池的预期应用情景Robert

Kee

et

al.中广核CC固体氧化物燃料电池(SOFC)SOFC利用提质生物质气发电家庭用热电联

供系统分布式电站便携式电源SOFC汽车中广核CC氢气的来源、运输及应用02

日本高温燃料电池研发进展中广核CCGN7中广核CC日本SOFC"产学研地"合作模式中广核CCSOFC单电池、电池堆开发中广核CCSOFC单电池、电池堆开发ECSTrans.,78(1),2211

-2221发电功率：50~700

W热回收功率：

235~1005W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

SOFC发电系统开发

爱信精机世界最小尺寸（H1.2

×W1.2

×

D0.19

m）

SOFC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

）：

7802017年10月上市管状SOFC+燃气涡轮发电系统加压复合型发电系统

2013年3月测试发电效率达50.2%（

LHV

）200kW

2013年9月完成4000个小时的连续运转实验

SOFC发电系统开发

三菱日立电力系统（株）SOFC

模块结构单根管状燃料电池燃料电池组发电模块••

SOFC发电系统开发

三菱日立电力系统&丰田汽车爱知县工厂（2013年启动）•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：W5.0×D2.2

×H2.8

(m)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%热回收效率：40%尺寸：2.2米x4.3米x2.8米中广核CC日立造船

单个电池堆大阪市花博纪念公园

中压供给实验，2018.1.26启动SOFC发电系统开发公司、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。中广核CCSOFC发电系统开发电装（

DENSO）电装（

DENSO

）5kW

级

容量SOFC发电系统低温运行：500~650℃

,

快速启动额定功率：50~200W发电效率：40%中广核CC微型固体氧化物燃料电池发电机岩谷产业、产总研、岩尾磁器微型SOFC发电机市场定位单电池性能600℃阴极:

La0.6Sr0.4Co0.2

Fe0.8O3-d

电解质:

BaZr0.8In0.2

Fe0.8O3-d

阳极:

Ni/BaZr0.8In0.2O3-d单电池外形

中温质子导电型固体氧化物燃料电池开发

松下中温质子导电型SOFC03

中广核研究院氢能中广核CCGN21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。中广核CC深圳市氢能安全工程技术研究中心36中广核CC安全理念氢安全基本理念将严格的核电安全理念，用于

氢安全保障主动预防保守决策风险导向

纵深防御20发电机氢气冷却

压水堆严重事故下锆水反应中广核CC中广核氢安全研究基础相关氢安全研究项目涉及氢气利用氢气扩散分布试验平台混氢燃气扩散数值模拟核电厂消氢装置研发37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测试储氢设备耐火烧性能测试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中广核CC深圳市氢能安全工程技术研究中心研

究

方

向

安全专设性能验证

储氢设备安全测试

氢安全仿真分析

氢气特性研究38矿场炼化副产气电能冷能投资回报收益年限5~7年变电价变燃料价格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。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。中广核CC