新型陶瓷膜燃料電池應用前景廣闊

我國“863”計劃固體氧化物燃料電池（SOFC）項目負責人、中國科技大學教授孟廣耀近日在接受記者專訪時透露：我國固體氧化物燃料電池研究已經取得突破性進展，處于國際領先地位。

　　孟廣耀介紹說，牽頭承擔這項課題研究的中國科技大學固體化學和無機膜研究所經過對新型中溫固體氧化物陶瓷膜燃料電池的長期研制，把陶瓷膜制備技術開拓應用于SOFC的制作，把通常SOFC的高溫（1000～900℃）拓延到中溫階段（700～500℃）。目前這項研究已經申報了11國家發明專利，其中4項已獲授權。

　　據專家介紹，燃料電池是舉世公認的高效、便捷及有益于環境的綠色能源裝置。它利用物質發生化學反應時釋放的能量直接將其變換為電能，工作時需要連續不斷地向其供給活物質——燃料與氧化劑。因為是將燃料通過化學反應釋放出能量變為電能輸出，所以被稱為“燃料電池”。燃料電池是利用水的電解的逆反應的“發電機”，由正極、負極和夾在中間的電解質構成，其中負極供給燃料、正極提供氧化劑。中間是電解質，如果電解質是固體，就被稱為固體氧化物燃料電池，即SOFC。

　　據了解，普通的錳干電池的化學反應物是事先存放在電池內部的，電池向外供電時，反應物質被消耗卻得不到補充，反應物質一旦消耗空，電池就不能再繼續供電；對于蓄電池而言，則必須充入反向電流使其反應物質得到恢復，才能繼續工作。燃料電池則不同，因為氧化劑是從外部輸入的，只要它們得到了不斷的供給，燃料電池就可以源源不斷地向外供電。

　　孟教授介紹說，高溫固體氧化物燃料電池直接把化學能轉化為電能，不經過中間環節，減少能量的損失，發電效率達45％以上，總發電率可達到85％以上。燃料使用面廣，余熱利用率高。他同時還指出，這種電池由于電解質電導率不高，必須在高溫下操作，連接密封材料必須使用鉑等稀貴金屬，電池成本隨之大大增加。

　　據介紹，目前中國科技大學無機膜研究所已經研制成功的新型中溫陶瓷膜燃料電池，是一種以陶瓷膜作為電解質的燃料電池。電池部件薄膜化以后，降低了電池的內阻，提高了有用功率的輸出，從而不需要高溫的條件實現了中溫化，操作溫度降到700～500℃。這種新型燃料電池繼承了高溫SOFC的優點，同時降低了成本。

　　這種新型陶瓷膜燃料電池具有廣闊的應用前景。孟廣耀說，這種燃料電池將是政府機關、銀行、醫院等重要單位的高可靠性備用電源，同時也可以在我國廣大的山區、海島、高原、邊防哨所等電網難以到達的地方使用。