燃料电池系统打破效率记录，达到60％以上

Jülich - ForschungszentrumJülich的研究人员已经投入使用高效燃料电池系统，使氢气运行的电效率达到60％以上。世界上任何其他研究团队都没有报告如此高的效率。该工厂还有另一个特点：新开发的可逆高温燃料电池不仅可以发电，还可以通过电解用于生产氢气。

可逆燃料电池，或英文中的“可逆固体氧化物电池”，或简称RSOC，实际上是将两个装置结合在一起。因此，这种电池类型特别适合于建造能够以氢的形式储存电力的工厂，而这些工厂可以在稍后的某一天再回流。这种存储技术可以在能量转换过程中发挥重要作用。它需要补偿可再生能源的波动，并抵消供求之间的差异。此外，在岛屿和山脉上使用远程站，以确保自给自足的能源供应。

可逆性的特殊性能仅通过高温燃料电池（简称SOFC）展现，其工作温度约为800摄氏度。由于高温，与低温燃料电池相比，不太贵重且价格低廉的材料可用于这种类型的燃料电池。同时，高温燃料电池非常有效地工作。与低温系统不同，低温系统的氢效率限制在50％左右，高温燃料电池也可以实现更高的效率。

ForschungszdeumJülich的研究人员现在已经成功地进一步提高了他们的效率，并首次获得了超过60%的价值。对于他们的系统，研究人员在测试操作中确定了62%的电效率。Jülich能源和气候研究所(IEK-3)的Ludger Blum教授解释说：“这是通过改进的堆栈设计和一项优化的高度集成的系统技术实现的，该技术以电化学的方式将97%以上供应的氢转化为电能。”

这些改进之一在于转换器单元(“堆栈”)的尺寸标注。Ludger Blum解释说：“我们的功率达到了5千瓦，这可能相当于两户家庭的耗电量。到目前为止，你总是需要把几个千瓦的单位组合起来，才能达到类似的性能。”研究人员希望这也能降低制造成本，因为建造高性能设备所需的单位较少。

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在电解模式下，当系统产生氢时，Jülich系统甚至可以更高的输出驱动。当电流消耗14.9千瓦时，每小时产生4.75立方米(Nm3/h)的氢，相当于系统效率的70%。其结果是，试点工厂已经比碱性和聚合物电解质电解槽更有效地运行，后者占60%至65%，现在已成为标准设备。

“电解在一开始就运作良好，但在这里我们仍然看到了改进的潜力，”Ludger Blum说。其他开发商的高温系统，专门针对电解进行了优化，目前效率已超过80％。然而，在燃料电池模式下，它们的效率不如新的Jülich系统。

Jülich研究人员已经考虑进一步优化，希望进一步提高所谓的“往返”效率。该图描述了在回收中保留的效率，即在产生氢和再转化之后。科学家们希望将价值从目前的43％提高到50％以上。

对于氢气储存而言，即使技术在这方面无法跟上电池存储，这个值也会非常耸人听闻，有时甚至达到90％以上。对于燃料电池系统提供其他好处，由于能量转换器，燃料电池和能量载体氢彼此清楚地分开，所以可以一次又一次地供应或导出氢。