东莞市引进创新科研团队项目
 
 
      东莞市引进创新科研团队项目《碳基固体氧化物燃料电池研发及产业化》,是以韩敏芳为团队带头人的“固体氧化物燃料电池研发及产业化创新团队”作为东莞市引进第二批创新科研团队,于2014年被东莞深圳清华大学研究院创新中心引进,设立“低碳能源环境技术研究中心”,开展《碳基固体氧化物燃料电池研发及产业化》项目。本项目针对我国化石燃料高效、洁净利用的重大需求,组织碳基固体氧化物燃料电池研发及产业化创新团队,以清华东莞创新中心为平台,发挥SOFC 相关的材料学、电化学、催化化学、化学工程、凝聚态物理等多学科交叉的综合优势,围绕碳基燃料SOFC 低成本高效发电技术研发及产业化开展工作,发展相关的新材料、新结构、新体系、新机制、新方法与新理论,将获得一批具有自主知识产权的原创性研究成果,造就一批年轻化的高素质研究人才队伍,同时为东莞市经济快速发展对能源的需求提供一个有效途径,创立一个对外展示的高效节能环保平台。
1、项目主要研究方向
       研究目标:针对国家在能源结构调整、化石燃料高效洁净利用等方面的重大需求,开发高效率、低成本的碳基燃料SOFC发电模块,实现批量化生产,建立相关技术及理论体系,最终形成自主知识产权,突破发达国家对中国的技术与产品封锁,引领行业发展。项目以千瓦级SOFC发电模块为开发的最终目标,构建开发平台,通过各种不同形式的示范工程为切入口,与各类重点能源企业和其他用户构建合作,保证产品与服务进入市场。基于此目标,主要研究方向包括: 
       1)关键材料规模化制备工艺;
      在中试实验基础上,继续优化高电导性电解质材料、低温高活性的关键阴极材料、抗硫耐积碳的关键阳极材料,实现低成本规模化制备。
       2)单元电池低成本批量化生产;
      建立单电池性能检测及质量评价标准,实现单电池低成本批量化生产。
      3)发电模块集成、示范及产业化;
     优化发电模块集成设计,发展具有自主知识产权的know-how技术;建立发电模块测试平台,实现千瓦级发电模块示范稳定运行;通过建立发电模块测试及长寿性评价标准,实现千瓦级发电模块批量化生产。
2、项目主要研究内容及拟解决的关键问题
     1)项目的主要研究内容包括:
            a.关键材料规模化制备工艺(科学创新)
            b.单元电池低成本批量化生产(技术创新)
            c.发电模块集成、示范及产业化(工程创新)
     2)拟解决的关键问题包括:
            a.关键科学问题
        阐述多相体系中电子、离子迁移机制,为继续优化高性能电解质材料、抗硫耐积碳阳极材料和高活性、高稳定性阴极材料奠定基础。
            b.关键技术问题
        优化电解质(氧化锆/氧化铈双层结构电解质)及其与电极的共烧结制备工艺,降低电解质烧结温度,实现低成本高性能输出。
            c.关键工程问题
        燃料电池发电模块的稳定运行与其设计方式密切相关,同时受单电池、封接材料、连接体材料,以及相互之间界面影响。因此,需要综合考虑,提高单电池及发电模块在运行或热循环过程中结构稳定性,实现千瓦级发电模块示范稳定运行,形成具有自主知识产权的know-how技术。在此基础上需要建立发电模块测试及长寿性评价标准,实现千瓦级发电模块批量化生产,为燃料电池真正实现商业化奠定基础。
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