歐洲固體氧化物燃料電池（SOFC）產業化現狀

劉少名，鄧占鋒，徐桂芝，李寶讓，宋鵬翔，王紹榮

1) 全球能源互聯網研究院有限公司先進輸電技術國家重點實驗室，北京 102209

2) 華北電力大學能源動力與機械工程學院，北京 102206

3) 全球能源互聯網歐洲研究院，柏林 10623 4) 中國礦業大學（徐州）化工學院，徐州 221116

燃料電池是一種清潔、高效的能量轉換裝置，它可以等溫地將燃料和氧化劑中的化學能轉化為電能. 其基本結構單元包括：附著催化劑的陰極和陽極，以及離子導通的電解質. 燃料電池在工作時，還原劑或燃料在陽極處失去電子發生氧化反應，氧氣在陰極處得到電子發生還原反應，離子通過電解質進行遷移，電子通過外電路由陽極返回陰極以構成電子回路. 由于反應不斷消耗的燃料須由外部提供，所以燃料電池的工作方式類似于柴油或汽油發電機[1].

燃料電池按電解質的不同可劃分為堿性燃料電池（Alkaline fuel cell, AFC）、磷酸燃料電池（Phosphoric acid fuel cell, PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（Molten carbonate fuel cell, MCFC）、質子交換膜燃料電池（Polymer electrolyte membrane fuel cell,PEMFC）及固體氧化物燃料電池（Solid oxide fuel cell, SOFC）. 其中SOFC作為新一代的燃料電池，是一種在高溫（500～1000 ℃）下可以將存儲在燃料和氧化劑中的化學能轉化成電能的全固態能量轉換裝置，被譽為21世紀最具前景的綠色發電系統[2]，其主要優點如下：

（1）燃料種類選擇范圍寬. 天然氣、氫氣、醇類、烴類等均可作為燃料.

（2）環境污染程度低. SOFC是全固態的結構，不存在電解質流失問題；發電過程只產生水和二氧化碳，氮氧化物、硫化物及顆粒物排放接近于零.

（3）能量轉換效率高. 其發電效率可達45%～60%，遠高于傳統的熱機發電技術；……