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势银专访 | 氢邦科技杨钧:SOFC是为碳中和而生的燃料电池技术

时间:2021/10/11 12:13:21 点击量:

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在燃料电池的多个种类中,SOFC(固体氧化物燃料电池)因具有燃料适用范围广、能量转换效率高(综合效率90%)、全固态结构、模块化组装、零污染等优点,使其在固定式发电、分布式发电、家庭用热电联供系统、交通车辆辅助动力电源及军用电源方面有广阔的应用前景。



目前,国际最知名的就是以日本Enefarm为代表的小型家用SOFC热电联产系统,英国Ceres Power为代表的金属支撑SOFC系统以及美国Bloom Energy为代表的固体氧化物燃料电池大型商用分布式发电系统应用。

中国SOFC产业现状如何?哪些领域可能会更先应用?存在哪些机遇和挑战?

带着这些问题,势银(TrendBank)对SOFC头部企业——氢邦科技创始人、总经理杨钧进行了深度采访,探寻SOFC产业发展未来方向。


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浙江氢邦科技有限公司于2019年11月成立,由宁波材料所燃料电池技术团队2019年孵化,专注于固体氧化物燃料电池(简称SOFC)电堆的研发及制造。



宁波材料所早在2006年就开始布局SOFC技术研究,15年来宁波材料所在SOFC方面取得了长足的进步,2019年孵化成立氢邦科技,并获得宁波市3315资本引才计划与保税区重点人才计划领军型项目B类创业团队的支持。

氢邦科技总部位于浙江宁波,在宁波市保税区建立了第一条平管型SOFC电堆生产中试线。




SOFC将最先在发电和制氢领域大规模应用


据杨钧介绍,目前国际市场上,美国、日本、欧洲等发达地区已初步实现SOFC的商业化,但这些国家对中国实行了关键技术封锁。

我国在相关领域起步较早。初期研究活动集中于科研院所,近年来开始有一些民营企业奋起直追,也得到了一些权威机构的关注。

对于SOFC的应用场景,杨钧表示,SOFC在多个领域均有应用前景,如分布式发电、备用电源与热电联产等

这主要是基于SOFC拥有高效的发电效率(50%以上),同时可以输出高品质的热能,并且无氮氧化物和固体颗粒物排放、CO₂排放下降40%以上等特点。

同时,在制氢、综合能源补给站以及储能领域中,SOFC可以利用可再生电力来高温电解制氢(可在700℃高温下实现发电与电解模式的快速切换),最高电解效率可超过90%,也是目前效率最高的电解技术

在储能领域,可利用工业领域的废弃热能和废弃高温二氧化碳等资源来实现电解水制氢、制一氧化碳等重复利用,具备独特优势和巨大的市场前景。

交通应用领域,SOFC主要是应用在商用车增程器以及船舶辅助电力。现有氢燃料电池汽车要求氢气纯度高达99.999%才能作为标准燃料,而用到SOFC时则可使用甲醇或者液化天然气等作为车载燃料,这样后续就无须加氢站,且大幅增加续航里程,降低燃料安全风险。

而对于SOFC将率先在哪个领域大规模应用,杨钧认为最有可能就是发电与制氢领域——


  • 发电:分布式热电联供(基于天然气管网的小区、楼宇以及医院等)+可燃废气发电(垃圾填埋气、工厂废气等);

  • 制氢:目前政策推动下,电解水行业大热,并且电解水制氢可利用余热与可再生电力,同时高温水蒸气和高温CO₂可以契合SOEC技术大规模应用。




氢邦科技平管型SOFC已完成超百次热循环测试


据杨钧介绍,SOFC发电系统的核心模块就是电堆,目前国内SOFC系统商业化的瓶颈就在于电堆性能衰减导致其使用寿命不足。而要想使其商业化,那么电堆寿命要达到10年以上,但是目前国内的水平还有较大差距。


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针对这个问题,氢邦科技基于新型结构电池,开发了具有自主知识产权的低应力长寿命电堆。



据悉,该新型结构电池为平管式电堆,结合了管式和平板式的双重优点,其抗形变能力、抗热冲击能力、抗氧化循环能力均十分优异。

目前,氢邦科技已经完成了百余次热循环测试,测试结果显示该产品性能行业领先。




氢邦科技500W和1kW电堆已量产,预计今年完成5kW样机开发


在原材料方面,据杨钧介绍,目前SOFC原材料在国内都可以直接购买,并且品质优良,这一点也是在国内发展SOFC的一大优势。

同时,国内已经形成了十分完备的SOFC的原材料体系,目前如美国、日本、德国等地的产业相关公司,其部分原材料也在我国购买。


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值得关注的是,氢邦科技在电池、电堆方面都已经实现了量产,并于2020年10月成功开发了第一代1kW电堆,并且氢邦科技的大面积单电池生产线与检测线已投入使用。



杨钧表示,氢邦科技500W和1kW的电堆已实现量产供货,公司正在开发大功率单堆,今年目标要完成5kW电堆样机的开发。

同时,氢邦科技专注于最核心的电堆开发与制造,已成功整合SOFC国产化产业链,为上下游提供技术支持。公司以开放包容的心态,积极推动全产业链协同创新。