Forschungszentrum Jülich эксплуатирует топливный элемент при температуре 700 градусов в течение более одиннадцати лет. Срок службы высокотемпературного топливного элемента более 100 000 часов представляет собой новый рекорд: ни один топливный элемент не поставлял электричество в течение столь длительного времени. Доказательство такого длительного срока службы является важным шагом в разработке высокотемпературных топливных элементов, которые достигают самых высоких уровней эффективности.
Профессор Людгер Блюм из Института энергетических и климатических исследований Юлиха объясняет: «Изначально вряд ли кто-то мог подумать, что можно будет эксплуатировать высокотемпературные топливные элементы в течение такого длительного периода времени». Но вариант типа топливных элементов, разработанный в Юлихе, доказывает обратное.
Экономичный после пяти-десяти лет эксплуатации
Керамические высокотемпературные топливные элементы достигают самых высоких уровней эффективности и считаются особенно не требующими обслуживания. Высокая рабочая температура также предъявляет высокие требования к используемым материалам. Возможные области применения - децентрализованное электроснабжение и теплоснабжение дома, в больших жилых районах или в промышленности, а также системы для поездов или судов. Высокотемпературные топливные элементы должны работать от 5 до 10 лет или эквивалентно от 40000 до 80000 часов, чтобы их использование могло быть экономичным.
«Твердооксидный топливный элемент» (SOFC), что означает твердооксидный топливный элемент, прослужил еще дольше. Благодаря долгосрочному эксперименту исследователи впервые в мире продемонстрировали продолжительность жизни 100 000 часов. С момента начала эксперимента 6 августа 2007 года блок батарей, состоящий из двух ячеек, непрерывно поставлял электроэнергию в течение 93 000 часов, всего ок. Для сравнения: это примерно соответствует количеству электроэнергии, потребляемой домохозяйством на одну семью за один год.
Как годы стресса повлияли на клетку?
Когда SOFC выключен, перед исследователями встают новые задачи. Внешне металлические компоненты заметно изменились за эти годы. Металлическая, серебристая, блестящая поверхность стала намного темнее, почти черной. Помимо этого неизбежного поверхностного окисления, нет никаких отрицательных изменений снаружи.
«Мы очень рады видеть, как это выглядит внутри», - говорит доктор. Норберт Менцлер из Института энергетических и климатических исследований, отвечающий за разработку керамических ячеек. «Состояние камеры трудно увидеть во время работы. До сих пор никто в мире не смог обследовать камеру после 100 000 часов работы при таких высоких температурах ».
СОВЕТ ПО КНИГАМ На основе современных технологий книга специалистов «Battery World» дает базовые знания о технологии аккумуляторов и дает обзор разработки, изготовления и использования аккумуляторов. Книга также дает представление о потенциальных и будущих тенденциях развития.
Топливный элемент, который поставляет водород и кислород в дополнение к электричеству
В ближайшие недели и месяцы исследователи теперь будут использовать различные методы для точного анализа того, как годы экстремальных тепловых нагрузок повлияли на керамические компоненты, стеклянные паяные уплотнения и металлические соединители, так называемые соединители. Полученные результаты влияют на разработку новых материалов и конструкторских подходов для дальнейшего повышения устойчивости к старению.
Ученые из Luder Blum в настоящее время тестируют обратимую версию SOFC. Это не только обеспечивает электричество, но также может генерировать водород и кислород путем электролиза воды в обратном режиме работы. Это дальнейшее развитие уже достигло очень хороших результатов. Это первый высокотемпературный топливный элемент, достигший эффективности более 60 процентов при работе на водороде 62 процента.