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年产能100MW!国内首条SOEC电堆自动化产线下线

全球氢能 2023-11-07

文章来源:翌晶氢能、全球氢能

国内SOEC产业正蓄势待发。

4月25日,上海翌晶氢能科技有限公司(以下简称“翌晶氢能”)国内首条SOEC电堆自动化产线下线仪式暨GenStack E系列电堆新品发布会在上海隆重举行,翌晶氢能SOEC产业布局由此迈向商业化应用新阶段。

图源翌晶氢能

SOEC是一种较为先进与具有前瞻性的电解水制氢技术,通过利用可再生能源和先进核能提供的热能和电能,将水蒸气高效电解为氢气和氧气,具有能量转化效率高且不需要使用贵金属催化剂等优点,已成为近年高效制取绿氢的研究热点。

本次下线的SOEC电堆自动化产线是目前国内首条,年产能达100MW,产能位居全国第一,可兼容多型号电堆生产,为未来GW级电堆生产线提供了规模化、连续化制造样板,标志着国内SOEC技术向产业化发展迈出了坚实的一步。

据报道,本次下线的SOEC电堆自动化产线具有如下特点:

  • 年产能达100MW,产能目前位居全国第一;

  • 兼容性好,可兼容多型号电堆生产;

  • 电解效率超过84%;

  • 单位系统能耗达3.6kWh/Nm³;

  • 低电耗,与工业余热回收结合可降10%,比碱性和PEM电解省电28%。

翌晶氢能总经理刘青表示,电解水制氢的成本构成中,电费占比80%、折旧占比10%、运营维护10%,因此降低电费成本成为电解水制氢成本的关键因素,SOEC的高效优势将引领绿氢技术降本。另外,现今SOEC降本速度远超预期。预计2023年成本为10000元/kW,2025年成本将快速下降到5000元/kW,至2030年,成本将为1000元/kW,相较2023年下降90%。

图源翌晶氢能

此外,除SOEC产线下线,翌晶氢能GenStack E系列电堆新品也同步发布。据翌晶氢能研发总监李双滨介绍,此次翌晶氢能发布的GenStack E系列电堆新品包含GenStack E2500 电堆、GenStack E5000 电堆、GenStack SE10kW 电堆以及GenBox V20 立式热箱、GenBox H20 卧式热箱;以GenStack E2500 电堆为例,全球首款量产型SOEC电堆具有以下特点:

  • 高效。其单位制氢直流电3.16kwh/Nm³,比传统碱性制氢直流电耗低31.3%,比传统PEM制氢直流电耗低29.7%;针对SOEC氧电极缓慢动力学问题,开发高活性电催化剂,性能提升25%,电极涂覆工艺结合牢固,改善界面电阻,界面电阻改善10%;6层电池结构,电流密度10000A/㎡,比传统3YSZ型电池片高300%,比8YSZ型电池片高60%;电堆流场与热场仿真,所有电解小室都运行在理想工况,空气开放式结构,更有利于热量传输和气体流动,最大温差<50℃,最大压强<5kPa

  • 紧凑。电堆具有高度轻量化、紧凑化集成结构,材料节约。数据显示,电堆尺寸130*130*87(mm),体积减少30%,有效结构比72%,重量仅9.7kg。据介绍,在2023年电堆重量或将降到5kg左右。同时,电堆采用面积更大、厚度更薄的电池片。电池片面积为130*130(mm),活性面积达110*110(mm),但电池片厚度仅为160μm。并且,电堆采用连接体同向流设计,厚度更薄,从2mm减少为1.5mm,连接体厚度下降25%,电堆整体重量下降21.5%;优化密封件成型工艺,密封厚度直接下降15%。

  • 可靠。电堆采用全自动化生产,高度一致;来料检验控制,可靠性>99%;高精度CCD视觉定位,装配精度0.03mm;下线自动监测,产品合格率>99%。95%以上成品率、0.5%/1000hrs电池衰减、10000h长期稳定性测试ASR <10 毫欧·c㎡、200次高低温热循环ASR <5 毫欧·c㎡,无不证实了电堆的可靠性。同时,电堆采用天然蛭石材料密封件,一体化压缩密封工艺每min*m泄漏率<3ml,且耐酸碱、抗氧化、耐高温。20-200%电堆宽功率负载范围、小于1min电堆热启动时间再为可靠性加码。

氢能是国家能源绿色转型发展的重要方向,SOEC作为最先进的电解水制氢和燃料电池发电技术之一,具有高效(比常规电解水或发电技术的能源利用效率至少高20%以上)、节能、不用贵金属等诸多优势,发展SOEC技术将会成为助力工业无碳化的关键一环。 

作为一家专注于可再生能源制氢系统开发的企业,上海翌晶氢能科技有限公司主要业务包括碱性电解水制氢系统(AWE)、固体氧化物电解水制氢系统(SOEC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)核心元件、关键材料及发电系统,并提供与风电、光伏等可再生能源发电系统相互耦合的综合能源系统解决方案。

翌晶氢能始终致力于高效、环保、绿色的制氢路线,具备核心材料,电堆,制氢系统“三位一体”的研发能力,拥有从研发-生产-工程应用的产业闭环,逐步完善SOEC技术的产业布局。

未来,翌晶氢能将继续以发展清洁、高效的绿色能源技术为己任,专注于研发面向未来的绿色能源制氢技术、提供单位制氢成本(LCOH)最佳解决方案,致力于探索高效的、灵活的、系统性的绿色能源转型技术。通过新技术的应用助力世界能源系统结构转型升级,推动无碳化社会发展。


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编辑:Jean

审核:戴戴

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