燃料电池SOFC技术篇——提高发电效率、工作温度降至400度-第2页-北极星电源网

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发电效率目标为55%

目前SOFC的低热值燃料发电效率为46.5%，大阪燃气的计划是，2010年代将效率提高到50%，2020年以后提高到55%。不仅是家用领域，还打算采用相同的电池单元，面向3kW左右的工业用途开展业务。产品化之前，大阪燃气先在该公司的实验集合住宅“NEXT21”中设置了发电效率约为55%的试制品，连续进行了试验。

试制品采用的电池组与现在的产品相同。增强隔热和空气换热器性能为提高发电效率做出了贡献。SOFC中，7成燃气用于发电，剩余3成用于维持700℃的高温。通过增强隔热和换热器性能，可削减燃气用量。

不过，削减燃气导入量后，电池组温度分布会严重影响到产品性能。由于气体的粘度会随温度上升，因此燃气在高温部分难以流通。如果减少燃气的导入量，高温部分的流量就会进一步减少。在这种情况下，氧离子会出现剩余，导致作为燃料极支持体的镍金属陶瓷被氧化。大阪燃气没有公开具体的解决方法，据说是通过最大限度抑制温度分布减小了影响。试制品采用的削减燃气的方法会导致生产成本大幅上升，因此很难立即应用于实际的产品，这是今后需要解决的课题。

把工作温度降到400℃

为了实现SOFC的低成本，必须要降低工作温度。SOFC与PEFC相比，无需使用铂等贵金属，而且无需去除CO，燃料重整器的构造非常简单。因此，降低成本的可能性非常高。但现在由于工作温度高、必须使用耐高温材料，因此成本还比较高。

决定SOFC工作温度的，是电解质的氧离子导电体。目前采用的是Y2O3稳定化ZrO2，工作温度为700～750℃，正在讨论采用LaGaO3，据说有望把温度降到600℃左右。日本九州大学2013年11月宣布，发现了有望把工作温度降到400～500℃左右的新型氧离子导电体(图2)

图2：SOFC的工作温度有望降低

九州大学发现了有望降低SOFC工作温度的新型氧离子导电体“Na0.5Bi0.5TiO3”(a)。与目前主流的Y2O3稳定化ZrO2和正在开发的LaGaO3类氧化物相比，低温一侧的氧离子导电度较高(b)。(图由《日经电子》根据九州大学的资料制作)

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