面向调频应用的扁管式可逆固体氧化物电堆控制特性分析

良好的电化学动态响应性能以及功率输出的长期耐久性是高温可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell,RSOC)应用于调频等电力辅助服务的技术基础。针对一种新型内嵌微流道的扁管式电堆,从调频控制的角度,试验考察了RSOC电堆的发电/电解工作控制特性、负荷动态响应特性以及长时间运行衰减特性。结果表明,新型电堆燃料传质特性良好,可优先选择氢气流量、水氢比、工作温度等参数实现对应发电/电解模式下的调频应用控制。在温度控制不变的情况下,动态试验表明了新型电堆受传质/传热影响,电压弛豫时间难以达到秒级,单一电参量的调控难以满足调频控制精度需求,需要进行电压环、电流环的串级控制,才可实现精准调频。可靠性方面,相较单电解工作模式,发电/电解工作模式反复切换下,新型电堆出现了工作性能优化现象,故认为通过合理的工作模式切换策略,RSOC电堆可用于长期可逆动态运行工况,满足辅助调频的寿命要求。

可逆质子导体陶瓷电化学电池研究进展

可逆质子导体陶瓷电化学电池(R-PCEC)是一种既能够将化学能转化为电能,又能将电能转化为化学能的新兴高效能源转换装置。R-PCEC在燃料电池和电解电池双重模式下的可逆操作具有高度灵活性,是能量高效转换和存储最有发展前途的方式之一。然而,对于R-PCEC而言,其在实际操作条件下,电解质电导率,阴阳极的催化活性、耐久性是制约其性能的主要因素。为了对目前国内外R-PCEC技术发展现状形成全面的认识,本文详细介绍了R-PCEC各组成部分的研发现状,包括电解质材料、氢电极和空气电极的研究进展,重点阐述了可逆电池空气电极的材料要求、电极性能和反应机理等最新进展,最后对R-PCEC的发展前景进行了分析和展望。