固体氧化物燃料电池在移动交通领域的应用及研究进展

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)是一种可以将化学能直接转化为电能的能量转换技术,具有效率高、燃料选择灵活、杂质耐受能力强等特点.近年来,人们越来越重视SOFC在移动交通领域的应用.从SOFC的工作原理出发,重点分析SOFC在移动交通领域的应用优势,并介绍SOFC在移动交通中的应用形式,包括作为辅助电力单元和动力系统,并计算出其作为动力系统的油井-车轮(well to wheel,WTW)效率为34%~39%,远高于内燃机(14%~17%)和电池(27%),展现了SOFC作为动力系统的巨大潜力.接着,重点讨论SOFC发电系统的研究进展,包括原理性验证、能效提高和作为动力系统的性能研究等.最后,总结了目前SOFC在移动交通领域的应用现状,并对其应用前景进行展望.SOFC在移动交通领域有巨大的应用潜力,将为交通领域脱碳开辟新的路径.

氢气储运技术的发展现状与展望

随着世界能源危机和环境污染的不断加剧,推动清洁能源革命已成为世界能源产业未来发展的重要趋势。近年来,中国对新能源产业的发展日益重视,尤其是对氢能产业的开发力度日益增大。在未来,氢能有望在推动中国能源结构改革、保障国家能源安全等方面扮演越来越重要的角色,并可能在能源、化工、交通等领域引起一系列变革。在氢能产业发展过程中,高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的必要保障。目前,氢气的典型储运方式主要包括高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运技术等。综述了各储氢技术的研究现状,并在对不同氢气储运技术进行综合对比分析的基础上,对中国未来氢气储运技术的发展方向做出展望。

基于固体氧化物电解池的高温电解技术在化学工业中的应用进展

基于固体氧化物电解池(SOEC)的高温电解技术对于我国实现碳减排、碳达峰以及碳中和目标具有重要意义,同时可实现CO_(2)资源化利用,产生巨大的环境效益和潜在的经济效益。介绍了SOEC用于高温电解制氢、高温电解CO_(2)以及高温电解其他气态小分子制备化工产品技术的研究进展,并对未来SOEC耦合化工合成工艺的发展进行了展望。基于SOEC的高温电解技术的实验室研究和中试研究已取得进展,但工业化应用还有待进一步开发。提升高温电解池的集成规模、运行效率和运行稳定性,都是亟需解决的重点和难点问题。

高温气冷堆耦合高温电解规模化制氢系统仿真

随着能源体系变革,氢能在能源系统中发挥着越来越重要的作用,绿色化、低碳化制氢技术日益受到关注。高温气冷堆耦合高温电解制氢技术是一种具有潜力的零碳排大规模绿氢制备技术。该文提出了热功率为250MW,氦气出口温度分别为750和950℃的高温气冷堆与高温电解制氢系统的耦合策略,建立了全流程ASPEN仿真模型,并分析了系统热电比对制氢产能和能耗的影响规律,据此评估并探讨了制氢成本及成本降低策略。结果表明:750和950℃制氢系统的最大氢产能分别为28108和35160m^(3)/h。在最大氢产能下,750℃制氢系统的耗电量和耗热量分别为3.73和0.49kW·h/m^(3),总能量转化效率为40.1%;950℃制氢系统的耗电量和耗热量分别为3.11和0.56kW·h/m^(3),总能量转化效率为50.2%。提升电解制氢模块的电流密度可显著降低制氢成本,电解模块阳极耦合制备油品等高附加值化工品一方面可以分摊制氢成本,另一方面可以拓展核能高温电解应用场景。