德国航空航天中心开发适用于分布式混合发电站的燃料电池

高温燃料电池SOFC（固体氧化物燃料电池）

在压力下保持峰值功率-未来的分布式发电站所用的燃料电池需要满足这一点。德国航空航天中心（DLR）已经成功建成了德国境内独一无二的加压固体氧化物燃料电池测试平台，这是迈向高功率分布式能源供应的一个重要里程碑。在2009年9月28至29日在斯图加特举办的国际燃料电池专业论坛F-CELL上，将正式公开报道该系统。

混合电站：微型燃气涡轮机与燃料电池的耦合
借助这个专用于混合电站基础研究的燃料电池测试平台，地处斯图加特的德国航空和航天技术热力学研究所的科研人员可以分析在更高压力下的燃料电池的表现。这些研究主要是想开发一种耦合燃料电池与微型燃气轮机的混合式电站，其长期目标是要实现在分布式供能中提供最高转换效率的发电，发电功率高达1兆瓦。

目前的难点在于要把微型燃气轮机组装在一起，要用高温燃料电池产生的加压高温气流去推动一个功率可达250千瓦的小气轮机。在超高压下运行的燃料电池的工作温度大约为1000摄氏度。在发电之外，还将产生超过850度高温的热废气。它们将被回送到燃气轮机的燃烧室。通过入口处更高的压力以及燃料电池更高的效率，对比于传统的燃气轮机，混合电站所需的燃料将会明显减少很多。

新的SOFC测试平台

高低温燃料电池：清洁同时功率强大
德国航空航天中心的技术热力学研究所通过 “混合电站”项目研究其中的燃料电池系统：这里使用的燃料电池是固体氧化物燃料电池（SOFC），由于高转换效率和低排放，它们是固定式发电及供热的理想选择。象所有燃料电池一样它们可以直接把可燃气体转化为电能和热能。

这种额外加压的燃料电池系统可以实现前所未有的高达50%的转换效率，因此是大功能混合电站的理想组成部分。然而其表现同时受到很多运行因素的影响，如温度、气体成分和压力等等。这些数据很难通过在常规大气环境条件下的运行而获得。而德国航空航天中心的这个新的试验平台将实现在加压的条件下研究燃料电池的电化学性能。

在 “混合电站”项目的第一阶段完成后，该单位将与包括德国航空航天中心燃烧技术研究所、斯图加特大学航空驱动研究所一道，在企业界的支持下，合建一套功率在1兆瓦以内的示范装置。在这个组装起来的系统中，期望达到的转换效率将要远高于60%，-明显要比最好的单个元器件效率水平高得多，燃料电池转换效率也就在50%。

移动系统的燃料电池
除了供固定使用的SOFC以外，在斯图加特经济大厦召开的2009年F-电池会议上，德国航空航天中心还展示了用于移动系统的装置，比如航空方面的应用。在展览大厅现场展示的有德宇航科研飞机A320 ATRA上的一个两米长，机载驾驶舱供电电池模型。同时可以参观到的还有储氢罐以及Antares DLR-H2飞机的燃料电池系统，这架飞机首次在世界上采用燃料电池完成了从起飞到着陆的整个试飞过程。

（何宏译）

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