1:PEMFC 의 연구 현황
우리나라 최초의 PEMFC 연구는 장춘응용화학연구소였고 장춘응용화학연구소는 1990 중국과학원의 지원을 받아 PEMFC 를 연구하기 시작했다. 그 작업은 주로 촉매제와 전극의 제비공예와 메틸알코올 외부 재조정기의 개발에 초점을 맞추고 있으며 100WPEMFC 원형을 제조했다. 1994 년 직접 메탄올 양성자 교환막 연료 전지 연구를 최초로 실시했다. 이 연구소는 미국 케이스시 저장 대학과 러시아 수소 에너지 및 플라즈마 연구소와 장기적인 협력 관계를 맺었다. 중국과학원 대련 화학물리학연구소는 1993 에서 PEMFC 의 연구를 실시하여 전극 기술과 배터리 구조에 많은 일을 했다. 현재 작업 면적이 140cm2 인 단량체 배터리를 개발하여 출력 전력이 0.35W/cm2 에 달한다.
복단대는 1990 년대 초부터 직접 메탄올인 PEMFC 를 개발해 폴리스티렌과 이미 다졸 막의 제비 및 전극 준비 기술을 주로 연구하고 있다. 샤먼대는 홍콩 대학과 미국 CaseWesternReserve 대학과 협력하여 직접 메탄올인 PEMFC 연구를 진행했다.
65438-0994, 상해대학은 베이징석유대학과 합작하여 PEMFC ('85' 중점 프로젝트) 를 연구하여 촉매제, 전극 및 전극막 구성 요소의 제비 기술을 주로 연구하고 있다.
베이징공대는 병기공업부의 지원을 받아 1995 년 PEMFC 연구를 시작했는데, 단량체 배터리 전류 밀도는 150mA/cm2 였다.
중과원 공학열물리학연구소는 1994 부터 PEMFC 를 연구해 전열학과 계산유체역학을 이용하여 가스 공급 가습 열 배수 배수 등 다양한 방안을 비교한 결과 개선된 열전도 방안을 제시했다.
천진전력과학연구원은 1997 년 PEMFC 의 연구를 시작하여 해외에서 1.5kW 배터리를 도입하여 외국의 선진 기술을 흡수하는 분석을 기초로 연구를 진행할 계획이다.
65438 에서 0995 까지 베이징 부원 (Beijing Fuyuan) 은 캐나다 신에너지회사 (Canadian New Energy Company) 와 공동으로 PEMFC 를 개발했으며, 5kW PEMFC 원형 한 대가 성공적으로 개발되어 주문을 받았습니다.
소개 2:MCFC 연구
국내에서 MCFC 연구를 수행하는 단위는 많지 않다. 하얼빈 전력 설비 연구소는 1980 년대 말부터 MCFC 를 연구하기 시작했고, 90 년대 초에는 이 방면의 연구를 중단했다.
65438-0993, 중과원 대련화물소 중과원의 지원을 받아 MCFC 의 연구를 시작해 LiAlO2 마이크로파우더를 준비하고 냉연법과 유연법으로 MCFC 용 다이어프램을 만들어 단량체 배터리를 조립했다. 그 성능은 이미 80 년대 초의 국제 수준에 이르렀다.
1990 년대 초 중과원 장춘응용화학연구소도 MCFC 연구를 시작했고, LiAlO2 마이크로분말의 제비 방법과 금속간 화합물을 MCFC 양극재로 사용하는 연구에서 큰 진전을 이뤘다.
1990 년대 초 베이징 과학기술대는 국립자연과학기금의 지원을 받아 MCFC 의 연구를 실시하여 전극 재료와 전해질의 상호 작용을 주로 연구하고 금속간 화합물을 전극 재료로 사용하여 용해를 줄이자고 제안했다.
3.3:SOFC 연구 소개
중국과학원 상해실리콘산염연구소는 SOFC 에 대한 최초의 연구를 진행했다. 그들은 197 1 에서 SOFC 에 대한 연구를 시작했고, 주로 SOFC 의 전극 재료와 전해질 재료 연구에 집중했다. 1980 년대에 국립 자연과학기금의 지원을 받아 SOFC 연구가 시작되었다. 유연법으로 지르코니아 막 재료, 음극 및 양극 재료, 단일 SOFC 의 구조를 연구하여 습화학법으로 안정화 지르코니아 나노 분말과 치밀한 도자기를 준비하는 기술을 초보적으로 익혔다. 1989 길림성 청년과학기금의 지원을 받아 길림대는 SOFC 의 전해질, 양극 및 음극 재료를 단량체 배터리로 조립하고 길림성 과학위원회의 검증을 통과했다. 1995 길림성 계획위원회와 국가계획위가 450 만원을 지원한다. 전극, 전해질, 밀봉 및 연결 재료에 대해 연이어 연구를 진행했다. 단일 배터리 개방 전압은1..18v 에 도달하고 전류 밀도는 400mA/cm2 입니다. 4 개의 단체 배터리 연결 배터리 팩을 사용하면 라디오와 녹음기가 정상적으로 작동할 수 있습니다.
199 1 년, 중국과학원 화학야금연구소가 중국과학원의 지원을 받아 SOFC 연구를 진행했다. 재료 연구를 통해 관형 및 판형 단량체 배터리, 전력 밀도 0.09 w/cm2 ~ 0. 12 w/cm2, 전류 밀도150ma/cm2 ~/kloc 를 만들었습니다 1994 년 러시아 과학원 우랄 분원 전기화학연구소에서 20W~30W 스택형 SOFC 배터리를 수입해 배터리 수명이1200H 에 달했다. 그들은 러시아의 적층 구조, 미국 서옥의 관형 구조, 독일 지멘스의 판자를 분석하고 있다.
1992 화남공대는 국가자연과학기금, 광둥성 자연과학기금, 산두대 이가성연구기금, 광동불산기금 등 100 여만원의 후원으로 SOFC 연구를 시작했다. 조립된 튜브 단일 배터리는 메탄을 연료로 직접 사용하며 최대 출력 전력은 4mW/cm2, 전류 밀도는 17mA/cm2 로 65438 연속 작동한다. 선진국은 대형 연료 전지 개발을 중점 연구 프로젝트로 삼았고, 기업도 연료 전지 기술 개발에 거액을 투자하여, 많은 중요한 성과를 거두어, 연료 전지를 발전과 자동차에 광범위하게 응용하여 전통적인 발전기와 내연기관을 대체했다. 이 중요한 신형 발전 방식은 대기오염을 크게 줄이고 전기망 전력과 피크 조절 문제를 해결할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 2MW, 4.5MW, 1 10MW 연료 전지 발전 설비가 상업화 생산에 들어갔고, 일부 선진국들은 다양한 등급의 연료 전지 발전소를 건설했다. 연료 전지의 발전과 혁신은 100 년 전 내연 기관이 인력을 대체한 기술 돌파로 인한 산업혁명과 같이, 컴퓨터의 발명과 보급이 인력의 계산, 그림, 문서 처리를 대체하는 컴퓨터 혁명과 같다. 인터넷 통신의 발전은 사람들의 생활 습관을 바꾸는 정보 혁명이다. 연료 전지는 효율적이고 오염되지 않으며 건설주기가 짧고 유지 보수가 쉬우며 비용이 적게 드는 잠재력은 2 1 세기에 새로운 에너지와 친환경 녹색 혁명을 폭발시킬 것이다. 현재 북미, 일본, 유럽에서는 연료 전지 발전이 추월하는 추세로 산업 규모 적용 단계에 빠르게 진입하고 있으며, 2 1 세기에는 화력, 수력, 원자력에 이어 4 세대 발전 방식이 될 예정이다. 외국에서의 연료 전지 기술의 급속한 발전은 우리의 주의를 불러일으켜야 하는데, 이것은 이미 에너지와 전력업계가 직시해야 할 과제가 되었다.
인산 연료 전지 (PAFC)
1973 세계 석유 위기와 미국 PAFC 개발의 영향을 받아 일본은 다양한 유형의 연료 배터리를 개발하기로 했다. PAFC 는 NEDO 에서 개발한 대규모 에너지 절약 발전 기술입니다. 198 1 년 이후 1000kW 현장 PAFC 발전기를 개발해 왔습니다. 1986 년 200kW 야전발전기를 개발해 외진 지역의 PAFC 발전기나 상업용으로 적용했습니다. 후지 모터는 일본 PAFC 배터리 팩의 최대 공급업체입니다. 1992 년 말까지 회사는 국내외에 17 대의 PAFC 데모 장치를 제공했다. 1997 년 3 월 후지 모터는 분산 5MW 장비의 작동 연구를 완료했습니다. 현장 설비로서 이미 50kW, 100kW, 500kW 등 88 종의 설비가 가동되고 있습니다. 다음 표는 후지 모터사가 제공하는 발전 설비의 운행을 보여줍니다. 1998 까지 부분적으로 40,000 시간의 목표 수명을 초과했습니다.
1970 년대 후반부터 도시바는 분산 연료 전지 개발을 중심으로 1 10MW 기계와 200kW 기계를 시리즈화했다. 1 10MW 발전기는 세계 최대 연료 전지 발전 설비이다. 1989 부터 도쿄전력회사 오정화력발전소에 건설되었습니다. 3 월 초 발전에 성공한 후 5 년여의 현장 테스트를 거쳐 6 월 1965438 까지 누적 운행시간이 20,000 시간을 넘었다. 소형 야전 연료 전지 분야에서 1990 년 도시바와 미국 IFC 는 ONSI 회사를 설립하여 야전 연료 배터리를 상용화한 뒤 야전형 200kW 장비' PC25' 시리즈를 전 세계에 판매하기 시작했다. PC25 시리즈 연료 배터리는 199 1 연말부터 1998 년 4 월까지 운행되며, * * * 전 세계에 174 대를 판매한다. 이 가운데 미국의 한 회사에 설치된 1 호기와 일본 오사카 시 미천센터에 설치된 오사카 가스회사 2 호기는 연이어 4 만 시간을 넘어섰다. 연료 전지의 수명과 신뢰성 측면에서 40000h 의 누적 가동 시간은 연료 전지의 장기 목표입니다. 도시바 ONSI 는 이미 공식 상용 기계 PC25C 개발을 완료하고 시장에 진출했다. PC25C 는 2 1 세기의 새로운 에너지 선봉장으로 일본 국제무역공업상을 수상했다. 연료 전지의 상업화부터 이 설비는 선진적이고 믿을 만하며 우월한 친환경 설비로 평가되었다. 제조 비용은 킬로와트/3000 달러이고 상용화된 PC25D 장비 비용은 1.500 달러/킬로와트로 줄고 부피는 PC25C 보다 1/4, 품질은/KLOC-0 에 불과합니다. 200 1 중국은 중국 최초의 연료 전지 발전소인 일본 MITI(NEDO) 가 출자하는 최초의 PC25C 연료 전지 발전소를 맞이할 예정이다.
양성자 교환막 연료 전지 (PEMFC)
캐나다의 유명 회사인 Ballard 는 차량에서 고정발전소에 이르는 PEMFC 기술의 글로벌 리더입니다. 그 자회사인 BallardGenerationSystem 은 제로 배출 양성자 교환막 연료 전지의 연구 개발, 생산 및 시장화를 위한 세계 선두주자로 꼽힌다. BallardGenerationSystem 의 초기 제품은 250kW 의 연료 전지 발전소로, 기본 구성 요소는 Ballard 연료 배터리로 수소 (메탄올, 가스 또는 석유에서 얻음) 와 산소 (공기에서 얻음) 를 이용하여 전기를 생산하며 연소할 필요가 없다. Ballard 는 BallardFuelCell 을 상업화하기 위해 세계의 많은 유명 기업들과 협력하고 있다. BallardFuelCell 은 이미 고정발전소에 사용되고 있다: BallardGenerationSystem 은 BallardGenerationSystem, GPUInternationalInc, AlstomSA, EBARA Company * * * 운영한다 5 년간의 발전을 거쳐 첫 번째 250kW 발전소는 1997 년 8 월 발전에 성공하여 1999 년 9 월 인도 국가에너지회사에 보냈다. 세심한 테스트와 평가를 통해 설계 성능을 향상시키고 비용을 절감함으로써 베를린에 설치된 두 번째 발전소가 탄생하게 되었으며, 수출전력은 250kW 로 유럽에서 첫 번째 테스트였습니다. 얼마 지나지 않아 Ballard 의 세 번째 250 킬로와트 발전소는 2000 년 9 월 스위스에서 현장 테스트를 실시한 후, 2000 년 6 월 파트너인 EBARABallard 를 통해 네 번째 연료 배터리 발전소가 일본의 NTT 에 설치되어 아시아 시장을 열었습니다. 다른 분야에서 테스트를 하면 연료 전지 발전소의 상업화를 크게 촉진할 것이다. 최초의 초기 상업 발전소는 2006 년 5 월 38 일에 끝날 것이다. 아래 그림은 미국 Cinergy 에 설치된 Ballard 연료 전지 장치로 테스트 중입니다.
베를린에 설치된 250kW PEMFC 연료 전지 발전소:
미국에서 가장 큰 양성자 교환막 연료 전지 개발 회사인 PlugPower 는 주민과 자동차에 적합한 경제형 연료 전지 시스템을 개발하고 제조하는 것을 목표로 하고 있습니다. 1997 년, PlugPower 모듈은 처음으로 휘발유를 전기로 전환하는 데 성공했다. PlugPower 는 주택을 위한 분산 전원 공급 시스템인 특허 제품인 PlugPower7000 을 개발했습니다. 200 1 초 상용 제품 출시. 가정용 연료 전지의 도입은 원자력 발전소와 가스 발전소를 도전에 직면하게 할 것이다. 이 제품을 홍보하기 위해 1999 년 2 월, PlugPower 와 GEMicroGen 은 GEHomeGen7000 으로 이름을 바꾼 합작 회사를 설립하고 GEMicroGen 이 글로벌 프로모션을 담당했습니다. 이 제품은 7kW 의 지속적인 전력을 제공할 것이다. GE/Plug 는 200 1 연초 가격이 1500 달러 /kW 라고 주장합니다. 그들은 5 년 후에 양산 연료 전지의 가격이 킬로와트당 500 달러로 떨어질 것이라고 예측했다. 각각 7kW 의 가정용 연료 전지 발전 설비를 갖춘 200,000 가구가 있다고 가정해 봅시다. 그 합계는 원자력 발전소의 용량에 근접할 것입니다. 이 분산 발전 시스템은 최대 전력 공급에 사용할 수 있으며 분산 시스템 설계로 인해 전력 안정성이 향상되었습니다. 그중 몇 개가 실패하더라도 전체 발전 시스템은 여전히 정상적으로 작동할 수 있다. Ballard 의 추진으로 많은 자동차 제조업체들이 크라이슬러, 포드, 유니버설, 혼다, 닛산, 대중, 볼보와 같은 연료 전지 자동차 개발에 참여하고 있습니다. 그들이 사용하는 많은 연료 전지는 Ballard 에서 생산한 것이다. 동시에, 그들은 연료 전지를 개발하기 위해 막대한 자금을 투자했다. 크라이슬러는 Ballard 에 4 억 5 천만 캐나다 달러를 투자하여 연료 전지 자동차를 개발하여 PEMFC 의 발전을 크게 촉진시켰다. 1997 년 도요타는 25kW 의 연료 전지와 보조 건전지로 50kW 의 에너지, 최고 시속 125km/h, 500km 을 제공하는 RAV4 스포츠카를 제조했다. 이 대형 자동차 회사들은 모두 연료 전지 발전 계획을 가지고 있다. 연료 전지 자동차의 상용화 시기는 아직 무르익지 않았지만, 몇몇 회사들은 이미 양산 시작 일정을 확정했다. 다임러 벤츠는 2004 년까지 매년 40,000 대의 연료 전지 자동차를 생산할 것이라고 발표했다. 따라서 향후 10 년 동안 10 만 대의 연료 전지 자동차에 도달할 가능성이 매우 높다.
용융 탄산염 연료 전지 (MCFC)
1950 년대 초 용융탄산염연료전지 (MCFC) 는 대규모 민간발전기로서의 전망으로 전 세계의 관심을 끌었다. 이후 MCFC 는 급속도로 성장하여 배터리 재료, 공예, 구조에 크게 향상되었지만 배터리의 작동 수명은 이상적이지 않다. 1980 년대는 이미 2 세대 연료 전지로 간주되어 메가와트 상업용 연료 전지 발전소를 실현하는 주요 연구 목표가 되었으며, 발전 속도가 날로 빨라지고 있다. MCFC 의 주요 개발자는 미국, 일본 및 서유럽에 집중되어 있습니다. 2002 년에 상용화될 예정입니다.
미국 에너지부는 2000 년 고정연료전지 발전소 연구에 4420 만 달러를 배정했다. 그 중 2/3 은 MCFC 의 발전에, 1/3 은 SOFC 의 발전에 사용되었다. 미국 MCFC 기술의 개발은 줄곧 주로 ERC(EnergyResearchCorporation) (현재 FuelCellEnergyInc) 와 M-CPower 의 두 대기업이 담당해 왔다. 그들은 다른 방식으로 MCFC 원자로를 건설했다. 두 회사 모두 현장 데모 단계에 들어갔다. ERC 1996 은 캘리포니아 산타클라라에 있는 2MW MCFC 발전소를 실증적으로 테스트하고 3MW 장비를 테스트할 장소를 찾고 있다. ERC 의 MCFC 연료 전지는 배터리에 연료 가스가 없는 상태에서 별도의 재조정기가 없습니다. 테스트 결과에 따르면 ERC 는 배터리를 재설계하여 원래 125kW 의 배터리 스택 대신 250kW 의 단일 배터리 스택으로 변경함으로써 3MW 의 MCFC 를 0. 1 에이커의 사이트에 설치할 수 있도록 하여 투자 비용을 절감했습니다 ERC 는 3MW 장비를 제공할 것으로 예상되며 장비 비용은 $ 1200/kW 입니다. 소형 가스 터빈 발전기의 장비 비용 $65,438+0,000/KW 에 가깝습니다. 소형 가스 발전 효율은 30% 에 불과하며 배기가스와 소음 문제가 있다. 이와 함께 미국 M-CPower 는 캘리포니아 샌디에고에 있는 해군항공소에서 250kW 장치 테스트를 실시했으며 같은 장소에서 75kW 장치를 테스트하고 개선할 계획입니다. M-CPower 는 500kW 모듈을 개발하고 있으며 2002 년에 생산을 시작할 계획입니다.
MCFC 에 대한 일본의 연구는 198 1 년' 달빛 계획', 199 1 년 후 초점으로 돌아섰다. 연료 전지 연간 지출 12- 15 억 달러, 정부는 1990 에 2 억 달러를 추가한다. 배터리 힙의 전력은 1984 에서 1kW 이고 1986 에서는 10kW 입니다. 일본은 내변과 외변기술을 모두 연구하고, 30kW 간접내변인 MCFC 는 199 1 년 시험운행에 들어갔다. 1992 50- 100kW 파일럿. 1994 년, 두 대의 100kW, 전극 면적 1m2 의 MCFC 는 히타히타와 석천도에 의해 각각 압력 개조를 했다. 또한 중앙전력회사에서 생산한 1MW 외부 재조정 MCFC 는 천월열 발전소에 설치되어 있습니다. 천연가스를 연료로 사용할 경우 열전기 효율이 45% 를 초과하고 수명이 5000 시간보다 클 것으로 예측됩니다. 미쓰비시 모터가 미국 ERC 사와 공동으로 개발한 내부 개편 30kWMCFC 는 이미 10000 시간을 실행했습니다. 삼양은 30kW 내부 재조정 MCFC 도 개발했다. 이시카와 섬 드릴중공업은 세계 최대 면적의 MCFC 연료 전지 더미를 보유하고 있으며, 그 실험 수명은13000H ... MCFC 개발을 촉진하기 위해 일본은 1987 에 MCFC 연구회를 설립하여 연료 전지 스택 운영, 그리고 14 부대에 가입하여 일본 R&D 주력이 되었다.
유럽은 일찍이 1989 년 환경 오염이 적고 분산 설치, 200MW 전력이 적은' 2 세대' 발전소 (MCFC, SOFC, PEMFC 포함) 를 설립하기 위한 1 줄 계획을 수립했다 MCFC 에 대한 연구는 주로 네덜란드, 이탈리아, 독일, 덴마크, 스페인에서 진행된다. 네덜란드의 MCFC 연구는 1986 부터 1kW 급 배터리 힙은 1989 년에 개발되었습니다. 10kW 급 외부 변환형 및 1kW 급 내부 변환형 배터리 스택은 1992 테스트, 석탄 가스화와 석탄 가스화는 1995 테스트에 있습니다. 이탈리아는 1986 년부터 MCFC 국가연구프로그램을 실시하고 1992+0994 년 50- 100kW 배터리 힙을 개발했다. 이탈리아 안소도와 국제금융회사는 MCFC 기술에 대해 단체 배터리 자동화 생산 설비 (면적 1m2) 를 설치하여 연간 생산 능력을 갖추기로 합의했다. 독일 MBB 는 1992 년 10kW 외부 변환 기술 개발을 완료했습니다. ERC 의 도움을 받아 1992-1994 에서 100kW 및 250kW 배터리 팩의 제조 및 운영 실험을 실시했습니다. 현재 MBB 는 세계에서 가장 큰 280 킬로와트 배터리 팩을 보유하고 있습니다.
수치에 따르면 MCFC 는 다른 연료 전지에 비해 고유한 장점을 가지고 있습니다.
A. PAFC； 보다 발전 효율이 높습니다.
B, 촉매제로서 값비싼 백금이 필요 없고, 제조 비용이 낮다.
C. 일산화탄소는 연료로 사용될 수 있습니다.
D. MCFC 의 작동 온도가 600-1000 C 이므로 배출되는 가스는 난방에 사용하거나 증기 터빈과 연합하여 전기를 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 열병합 발전 경우 효율을 80% 로 높일 수 있습니다.
E. 여러 발전 방식을 비교해 보면 부하 지수가 45% 보다 클 때 MCFC 발전 시스템 비용이 가장 낮습니다. MCFC 는 PAFC 에 비해 초기 투자가 높지만 PAFC 의 연료 비용은 MCFC 보다 훨씬 높습니다. 발전 시스템이 중소형 분산일 때 MCFC 의 경제성이 더욱 두드러진다.
MCFC 의 구조는 PAFC 보다 간단합니다.
고체 산화물 연료 전지 (SOFC)
SOFC 는 산화이트륨 안정화 지르코니아 (YSZ) 와 같은 세라믹을 통해 에너지를 공급하는 전해질과 다공성 재료를 통해 에너지를 공급하는 연료 및 공기 전극으로 구성됩니다. 공기 중의 산소는 공기 전극/전해질 인터페이스에서 산화되고, 공기와 연료의 산소 차이로 전해질에서 연료 전극 쪽으로 이동하며, 연료 전극 전해질 인터페이스에서 수소 또는 일산화탄소와 반응하여 수증기나 이산화탄소를 생성하고 전자를 방출한다. 전자는 외부 회로를 통해 다시 공기전극으로 돌아오면 전기가 생긴다.
SOFC 의 특징은 다음과 같습니다.
고온작동 (600-1000 C) 으로 인해 하단 루프를 설정하여 60% 이상의 효율을 가진 고효율 발전을 얻을 수 있습니다.
산소 이온은 전해질에서 움직이기 때문에, CO 와 가스가스가스도 연료로 사용할 수 있다.
배터리 본체의 재료는 모두 고체이기 때문에 전해질의 증발과 흐름이 없다. 또한 연료 전극과 공기 전극은 부식되지 않습니다. L 작동 온도가 높으면 메탄 및 기타 내부 수정이 가능합니다.
발전 시스템은 다른 연료 전지에 비해 간단하여 작은 용량의 설비가 대형 설비로 발전하여 용도가 넓을 것으로 기대할 수 있다.
고정 발전소 분야에서 SOFC 는 PEMFC 보다 뚜렷한 우세를 가지고 있다. SOFC 는 연료 처리, 내부 구조 조정, 내부 열 통합 및 내부 매니 폴드를 거의 필요로 하지 않으며, SOFC, 가스 터빈 등의 장비도 고효율 열병합 발전을 쉽게 수행할 수 있습니다. 아래 그림은 세계 최초의 Siemens West House 에서 개발한 SOFC 와 가스 터빈 혼합 발전소입니다. 2000 년 5 월 캘리포니아 대학에 설치, 전력 220kW, 발전 효율 58%. 향후 SOFC/ 가스 터빈 발전 효율은 60-70% 에 이를 것이다.
SOFC 는 3 세대 연료 전지라고 불리며 적극적으로 연구 개발 중이며 새로운 발전 방식 중 하나입니다. 미국은 세계 최초로 SOFC 를 연구한 나라로, 미국 서옥전기회사가 특히 중요한 역할을 해 SOFC 연구에서 가장 권위 있는 기관이 되었다. 일찍이 1962 년, 서옥전기회사는 SOFC 실험장치에서 메탄을 연료로 사용하여 전류를 얻었고, 탄화수소연료가 SOFC 에서 촉매 전환과 전기화학반응의 두 가지 기본 과정을 완료해야 한다는 점을 지적하여 SOFC 의 발전을 위한 토대를 마련했다. 그 후 10 년 동안 회사는 OCR 과 협력하여 400 개의 작은 원통형 ZrO _ 2-Cao 전해질을 연결하고 100W 배터리를 시험제작했지만, 이 형식은 대형 발전기에는 적용되지 않았다. 1980 년대 이후, 새로운 에너지를 개척하고 석유 자원 부족으로 인한 에너지 위기를 완화하기 위해 SOFC 연구가 활발하게 발전했다. 미국 서옥전기사는 전기화학기상침착기술을 SOFC 전해질과 전극막 준비에 적용해 전해질층의 두께를 미크론급으로 낮춰 배터리의 성능을 크게 높임으로써 SOFC 연구에서 새로운 페이지를 펼쳤다. 1980 년대 중반과 후반에, 그것은 고전력 SOFC 배터리 팩을 연구하기 시작했다. 1986,400w 튜브 SOFC 배터리 팩이 테네시에서 성공적으로 실행되었습니다.
연료전지
게다가, 미국의 다른 일부 부문들은 SOFC 에서도 어느 정도 실력을 가지고 있다. 피츠버그에 위치한 PPMF 는 SOFC 기술의 상업화를 위한 중요한 생산 기지이다. SOFC 배터리 부품 가공, 배터리 조립, 배터리 품질 검사 장비 세트로 세계 최대의 SOFC 기술 R&D 센터입니다. 1990 년 이 센터는 미국 DOE 를 위해 20kW 의 SOFC 장치를 만들었는데, 이 장치는 배관 가스를 연료로 사용하여 1700 시간 이상 계속 가동했다. 이와 함께 이 센터는 도쿄 오사카 가스회사와 간서전력회사에 25kW SOFC 실험장치 두 세트를 제공했는데, 그 중 하나는 열병합 발전 장치였다. 또한 미국 argon National Laboratory 는 박층파판 SOFC 배터리 힙을 연구하고 개발했으며, 이러한 구조 재료 성형에 적합한 주조법과 압연법을 개발했다. 배터리의 에너지 밀도가 현저히 높아진 것은 유망한 SOFC 구조이다. 일본에서 SOFC 연구는' 달빛 계획' 의 일부이다. 일찍이 1972 에서 전자종합기술연구소는 SOFC 기술을 연구하기 시작했고, 이후' 달빛계획' 의 연구개발 대열에 합류했다. 1986 년 500W 튜브 SOFC 배터리 팩을 개발하여 1.2kW 발전기를 형성했습니다. 도쿄전력회사와 미쓰비시중공업은 1986 부터 65438+2 월까지 튜브 SOFC 장치를 개발해 출력 전력이 35 W 인 단량체 배터리를 확보했으며, 전류 밀도가 200mA/cm2 인 경우 배터리 전압은 0.78V 로 연료 활용률이 58% 에 달했다. 1987 년 7 월 전력 개발 회사는 두 회사와 협력하여 1kW SOFC 배터리 팩, 연속 파일럿 1000h, 최대 출력1을 개발했습니다 1989 부터 도쿄가스회사도 대면적 태블릿 SOFC 장치를 개발하기 시작했다. 1992 년 6 월, 100W 의 태블릿 SOFC 부품이 완성되었고 배터리 유효 면적이 400cm2 에 달했다. 현재 후지와 삼양사가 개발한 태블릿 SOFC 전력은 이미 킬로와트급에 이르렀다. 또한 중앙전력회사는 미쓰비시중공업과 합작하여 1990 부터 적층 골판 SOFC 시스템을 연구하고 종합적으로 평가하고 406W 실험장치를 개발했다. 이 장치의 단일 배터리 유효 면적은 13 1cm2 에 달한다.
유럽에서는 일찍이 1970 년대에 연방 독일 하이델베르그 중앙연구원이 튜브 또는 반원관 전해질 구조의 SOFC 발전기를 개발해 단량체 배터리가 잘 작동했다. 1980 년대 후반 미국과 일본의 영향으로 유럽은 유럽에서 SOFC 의 상업화를 적극 추진했다. 독일 지멘스, DomierGmbH, ABB 리서치 회사는 킬로와트급 태블릿 SOFC 발전기를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 지멘스는 또한 네덜란드 에너지 센터 (ECN) 와 협력하여 유효 전극 면적이 67cm2 인 오픈 보드 SOFC 배터리를 개발했습니다. ABB 연구회사는 1993 에서 개선된 태블릿 킬로와트 SOFC 발전기를 개발했다. 배터리는 금속 바이폴라 구조로, 실험은 800 C 에서 진행되어 효과가 좋다. 지금 우리는 그것을 25 ~ 100 kW 의 SOFC 발전 시스템으로 만들어 가정이나 상업을 위한 것을 고려하고 있습니다.