Jülich-ForschungszentrumJülich的研究人員已經(jīng)投入使用高效燃料電池系統(tǒng)，使氫氣運(yùn)行的電效率達(dá)到60％以上。世界上任何其他研究團(tuán)隊(duì)都沒有報(bào)告如此高的效率。該工廠還有另一個(gè)特點(diǎn)：新開發(fā)的可逆高溫燃料電池不僅可以發(fā)電，還可以通過電解用于生產(chǎn)氫氣。

可逆燃料電池，或英文中的“可逆固體氧化物電池”，或簡(jiǎn)稱RSOC，實(shí)際上是將兩個(gè)裝置結(jié)合在一起。因此，這種電池類型特別適合于建造能夠以氫的形式儲(chǔ)存電力的工廠，而這些工廠可以在稍后的某一天再回流。這種存儲(chǔ)技術(shù)可以在能量轉(zhuǎn)換過程中發(fā)揮重要作用。它需要補(bǔ)償可再生能源的波動(dòng)，并抵消供求之間的差異。此外，在島嶼和山脈上使用遠(yuǎn)程站，以確保自給自足的能源供應(yīng)。

可逆性的特殊性能僅通過高溫燃料電池（簡(jiǎn)稱SOFC）展現(xiàn)，其工作溫度約為800攝氏度。由于高溫，與低溫燃料電池相比，不太貴重且價(jià)格低廉的材料可用于這種類型的燃料電池。同時(shí)，高溫燃料電池非常有效地工作。與低溫系統(tǒng)不同，低溫系統(tǒng)的氫效率限制在50％左右，高溫燃料電池也可以實(shí)現(xiàn)更高的效率。

ForschungszdeumJülich的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)成功地進(jìn)一步提高了他們的效率，并首次獲得了超過60%的價(jià)值。對(duì)于他們的系統(tǒng)，研究人員在測(cè)試操作中確定了62%的電效率。Jülich能源和氣候研究所(IEK-3)的LudgerBlum教授解釋說：“這是通過改進(jìn)的堆棧設(shè)計(jì)和一項(xiàng)優(yōu)化的高度集成的系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，該技術(shù)以電化學(xué)的方式將97%以上供應(yīng)的氫轉(zhuǎn)化為電能。”

這些改進(jìn)之一在于轉(zhuǎn)換器單元(“堆棧”)的尺寸標(biāo)注。LudgerBlum解釋說：“我們的功率達(dá)到了5千瓦，這可能相當(dāng)于兩戶家庭的耗電量。到目前為止，你總是需要把幾個(gè)千瓦的單位組合起來，才能達(dá)到類似的性能。”研究人員希望這也能降低制造成本，因?yàn)榻ㄔ旄咝阅茉O(shè)備所需的單位較少。

在電解模式下，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生氫時(shí)，Jülich系統(tǒng)甚至可以更高的輸出驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電流消耗14.9千瓦時(shí)，每小時(shí)產(chǎn)生4.75立方米(Nm3/h)的氫，相當(dāng)于系統(tǒng)效率的70%。其結(jié)果是，試點(diǎn)工廠已經(jīng)比堿性和聚合物電解質(zhì)電解槽更有效地運(yùn)行，后者占60%至65%，現(xiàn)在已成為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

“電解在一開始就運(yùn)作良好，但在這里我們?nèi)匀豢吹搅烁倪M(jìn)的潛力，”LudgerBlum說。其他開發(fā)商的高溫系統(tǒng)，專門針對(duì)電解進(jìn)行了優(yōu)化，目前效率已超過80％。然而，在燃料電池模式下，它們的效率不如新的Jülich系統(tǒng)。

Jülich研究人員已經(jīng)考慮進(jìn)一步優(yōu)化，希望進(jìn)一步提高所謂的“往返”效率。該圖描述了在回收中保留的效率，即在產(chǎn)生氫和再轉(zhuǎn)化之后。科學(xué)家們希望將價(jià)值從目前的43％提高到50％以上。

對(duì)于氫氣儲(chǔ)存而言，即使技術(shù)在這方面無(wú)法跟上電池存儲(chǔ)，這個(gè)值也會(huì)非常聳人聽聞，有時(shí)甚至達(dá)到90％以上。對(duì)于燃料電池系統(tǒng)提供其他好處，由于能量轉(zhuǎn)換器，燃料電池和能量載體氫彼此清楚地分開，所以可以一次又一次地供應(yīng)或?qū)С鰵洹?/p>