目前,课题组除了从事SOFC相关基础研究外,正致力于推进固体氧化物燃料电池发电技术的产业化,为此上海硅酸盐研究所中试基地在嘉定园区8号楼4层专门划拨1200平米厂房,用于建设SOFC单电池生产线、关键部件批量化加工中心、电池堆集成与测试平台以及发电系统集成与演示平台等。课题组各项科研工作进展顺利,在单电池生产、电堆组装、系统集成及SOFC基础研究方面取得了以下一系列成果:
1、中试线贯通,20*20cm单电池批量生产能力达到3000片/年,单电池各项性能指标不断提升,单片大电池功率突破70W/0.7V。
2、电池堆模块化集成技术和性能稳定性持续提升,基于13cm*13cm单电池集成的1kW级电堆和基于20cm*20cm单电池集成的3kW级电堆进入常态化组装和生产,单片电池堆发电效率突破50%,耐30次以上热循环。
3、1千瓦级热电联供系统调试成功并发电,系统累计热循环次数已经超过50次,总运行时间超过1000小时,单个电堆连续运行超过100小时,BOP部件和电堆运行状态稳定、可控,目前该系统正在进行寿命测试,5千瓦级系统已完成布局设计,该系统包含两套3kW级标准电堆,系统实物已基本组装完毕,年内将完成所有调试及寿命考察工作。
4、课题组在SOFC基础研究方面进展显著:采用复合陶瓷膜流延成型、高温共烧结和化学液相浸渍镀膜等技术开发出具有多孔纳米NiO阳极电催化剂薄膜的镓酸镧(LSGM)薄膜电解质固体氧化物燃料电池(SOFC),成功克服了镓酸镧固体电解质与常用电极材料的高温界面扩散和化学反应行为。单电池在650oC以H2/Air为反应气,可以获得1.2W/cm2的最大输出功率;以提拉浸渍法制备阴极支撑型管式SOFC,克服了传统CVD等制备工艺成本高的缺点。通过烧结制度的优化,单电池在750oC以H2/O2为燃料,即可以获得490mW/cm2的最大输出功率;单电池成功应用于直接碳燃料电池, 900oC获得173mW/cm2的最大输出功率。
