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氢邦科技第一代SOFC千瓦级电堆研制成功

作者:中国储能网新闻中心 来源:高工氢电 发布时间:2020-10-26 浏览:
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中国储能网讯:国内高温燃料电池电堆产业化公司—氢邦科技(H2-Bank)对外宣布,公司已于今年年初完成数千万天使轮融资(由中科创星和东睦股份共同投资)。在该笔资金支持下,公司已初步打通了第一款产品的技术路线,实现了“第一代新型平管型结构的固体氧化物燃料电池千瓦级电堆”的原型研制。

该电堆采用独特平管型结构电池,相较传统平板型结构电池,抗破坏载荷强度足足提升了20倍,电池堆单元热循环次数提升到超过100次而性能保持稳定,支持CH4、甲醇、乙醇、焦炉煤气、氨气等多种燃料发电,电解CO2制CO突破2000小时大关。同时在制造工艺上,采用先进陶瓷加工技术,以廉价金属氧化物为原料,大幅度降低了粉体、浆料等制造成本,利于实现产品大规模量产。

目前,氢邦科技正在积极建设电堆研发中试线,拟实现两款电堆产品的自动化生产。

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中国SOFC技术与发达国家差距巨大

燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,被认为是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的新型颠覆性发电技术。按电解质种类的不同,燃料电池可细分为固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、磷酸燃料电池、碱性燃料电池5种。

其中,固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,下简称SOFC)具有发电效率高,寿命长,成本低,燃料适应性广等突出优点,在分布式发电、热电联供、增程式汽车、无人机、船舶等领域均有广泛应用前景,发展潜力巨大。

近10年来,SOFC技术开始在美、日为代表的发达国家进入了商业化应用初级阶段,并正迎来爆发期。截至2019年,日本市场安装了5万余套SOFC分布式热电联供系统;美国Bloom Energy、Fuel Cell Energy、LG、Fuel Cell Systems也成功示范运行50~250kW的SOFC分布式发电系统;欧洲部分国家也相继推出了1~5kW的SOFC分布式热电联供系统并开展市场应用。而上述产品,在中国仍停留在验证运行阶段。

在此背景下,氢邦科技于2019年12月正式成立,专注于SOFC电堆的研发及制造,大力追赶国际先进水平。

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第一代千瓦级SOFC电堆研制成功

早在2015年,氢邦科技的核心创始技术团队便提出了一种新型平管型结构电池技术路线。相较于传统的平板型、管型等结构的燃料电池,该电池具有稳定性强、成本低、耐高温、集成难度小等特点。

以此技术为核心,团队与哈尔滨工业大学(深圳)开展了基于多场耦合理论的电池结构优化设计,同时联合陶瓷制造企业发展出了基于挤出成型工艺的电池成型制备技术,实现了平管型结构电池的小批量化制备。

第一代A60小型号电池

针对SOFC系统商业化过程中的存在的性能衰减、工艺复杂、高温化学兼容性等问题,技术团队不断优化革新,解决了诸多技术问题,于近期成功研制出了第一代基于新型结构的固体氧化物燃料电池千瓦级电堆。

基于第一代电池的千瓦级电堆

该电堆采用独特平管型结构电池,相较传统平板型结构电池,抗破坏载荷强度足足提升了20倍,电池堆单元热循环次数提升到超过100次而性能保持稳定,支持CH4、甲醇、乙醇、焦炉煤气、氨气等多种燃料发电,电解CO2制CO突破2000小时大关。

同时,在制造工艺上,其团队采用先进陶瓷加工技术,以廉价金属氧化物为原料,大幅度降低了粉体、浆料等制造成本,有利于实现产品大规模量产,追赶国际先进水平。

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2025年研建100kW级单个SOFC电堆模组

在过去20年间,国内SOFC技术研发主要集中在实验室范畴,相关基础设施和市场化应用尚处于起步阶段。

作为国内SOFC产业化的先行者之一,氢邦科技积极探索同企业与机构的“产学研一体化”发展模式,先后与哈尔滨工业大学(深圳)建立了模拟仿真与结构设计研发中心,与中科院宁波材料所、东睦集团建立了H2-Bank电池与电堆关键部件等研发与制造中心,与专业的工业陶瓷技术研究院及供应商等建立原材料与电池制造基地,着力打通上下游产业链条,推动行业技术研究和应用发展。

目前,公司产品线正逐步进入大规模落地阶段:A60电池已实现稳定量产,A130电池质检模块完成设计与设备选型;电堆已完成100W~25kW等不同功率模组的设计,其中1kW发电模块完成第一代原型样机研发,5kW发电模块进入研发阶段,已打通装配工艺路线。

应用场景方面,氢邦系列产品现主要用于固定式领域的分布式发电,如天然气发电等;与可再生能源联用的电解水制氢;新能源电动车和燃料电池车的“电氢双充”式综合能源补给。

当前氢邦科技正在筹备第二轮融资,将用于年产500-1000台5-10kW级电堆的量产制造基地建设。

另据氢邦科技CEO透露,未来5年公司将实施阶梯化发展策略。“在2021年,公司将推出1kW和5kW电堆产品,完成电堆线中试;2022-2023年推出10-25kW电堆产品,同时打造下游应用示范案例;2025年建设100kW级的静态发电电堆模组,并实现全系列电堆产品量产出货,届时电堆年产能将突破10MW。”

关键字:氢邦科技

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