宁波材料所SOEC高温电解水制氢取得重要进展

氢能的开发首先要解决廉价的氢源问题，目前90%以上的氢气来自于天然气。由于太阳能、风能在能源结构中的比例逐渐提高和其间隙式的特点，多于的电能以氢气的方式储存是解决可再生能源储存的一种模式。应用固体氧化物燃料电池逆反应进行高温电解水制氢，结合可再生能源和先进核能提供的热能和电能，热氢转化效率可高达50%以上，是低成本氢气大规模制备的有效途径，因此成为近年来能源领域的一个研究热点。中科院宁波材料技术与工程研究所燃料电池与能源技术事业部2009年起在固体氧化物燃料电池研究方向的基础上开设了SOEC高温电解水制氢课题，在中科院百人计划、中科院重要方向性项目“氢燃料制备新方法、新原理研究”以及科技部863等项目的支持下，近日在高温电解水制氢方面取得重要进展。

宁波材料所SOFC团队采用自主设计与研制的平板式固体氧化物燃料电池30单元电堆标准模块进行高温电解水制氢，单体电池有效面积70cm2。电解堆以H2（0.5L/min）为保护气氛，并在阳极通入标准气压下2.24L/min的水蒸气流量。通过对比水蒸气通入量和收集量，电解堆在800 oC下，水蒸气电解转化效率维持在73.5%，产氢速率为94.1NL/h。该电解堆已经稳定运行近800小时，目前仍在运行中。这一结果表明，宁波材料所SOFC研发团队所研制的高温电解堆在水蒸气电解效率、产氢速率、电解能量效率以及稳定性上均处于世界先进水平，为电解堆大规模制氢打下了坚实的基础。