اخبار > گزارش تفصیلی رصد فناوری پیل سوختی حالت جامد SOFC

 


گزارش تفصیلی رصد فناوری پیل سوختی حالت جامد SOFC

پیل سوختی یک فناوری تبدیل مستقیم انواع مختلفی از سوخت‌ها به انرژی الکتریکی است که رکورد بالاترین راندمان تبدیل مستقیم انرژی را دارا می‌باشد. این فناوری را می‌توان به عنوان رقیبی برای فناوری نیروگاه‌های رایج مبتنی بر گاز طبیعی شناخت. از جمله مزایای این فناوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

  • راندمان بالا: راندمان الکتریکی این پیل ها در حدود 50 تا 60 درصد است و در صورتی که با سیستم‌های بازیاب حرارتی هم ترکیب شوند این بازده می تواند به بیش از 90 درصد برسد.

 

  • انعطاف در سوخت مصرفی: بدلیل دمای بالای کاری و حساسیت کمتر به ناخالصی‌های سوخت در مقایسه با برخی دیگر از انواع پیل‌های سوختی، می‌توان سوخت‌های مختلف (از جمله گاز طبیعی) را در این نوع پیل سوختی مورد استفاده قرار داد چرا که سوخت های مختلف در دمای بالای ریفورمر و بدون نیاز به کاتالیست، گاز هیدروژن تولید می‌کنند که در نهایت این گاز در پیل مصرف می شود.

 

  • مقیاس‌پذیری: این پیل‌ها را می توان بدون کاهش در راندمان در مقیاس‌های کوچک (5 کیلو وات ساعت) تا بسیار بزرگ (چندین مگاوات ساعت) تولید کرد. این ویژگی امکان تولید برق پراکنده را با استفاده از این سامانه‌ها فراهم می‌کند. همچنین وجود شبکه سراسری گاز در کشور زمینه مناسبی برای توسعه بکارگیری این فناوری برای تولید برق پراکنده می‌باشد.

 

  • عدم نیاز به آب: برخلاف بسیاری از نیروگاه‌های گازی موجود در کشور، این فناوری برای تولید برق نیاز به خنک کاری نداشته و از همین رو مشکلات تامین آب را ندارد.

 

  • عدم تولید آلودگی: آلودگی ناشی از احتراق ناقص سوخت در این فناوری بسیار ناچیز است و معمولاً احتراق بصورت کامل و بدون تولید آلاینده‌ها انجام می‌شود.

 

  • امکان بازیابی حرارتی: با توجه به دمای بالای سوخت خروجی از این نوع پیل‌های سوختی امکان استفاده از این گاز برای تولید برق از طریق سیکل های حرارنی و یا گرمایش فراهم است. با این کار راندمان نهایی الکتریکی وحرارتی به ترتیب تا بیش از 70 و 90 درصد نیز قابل افزایش می‌باشد.

 

  • بدون لرزش و صدا: تولید برق در پیل های سوختی حالت جامد دارای فرآیندی کاملاً شیمیایی بوده و هیچگونه قطعه متحرکی در این سامانه‌ها بکار نمی رود به همین دلیل صدا و لرزش تولید شده توسط این سامانه ها ناچیز است.

 

علاوه بر مزایای فوق، پیل های سوختی حالت جامد دارای معایبی نیز هستند که در ادامه به برخی از مهمترین آنها اشارا شده است. البته لازم به ذکر است که این مشکلات از یکدیگر مستقل نبوده و با هم ارتباط مستقیمی دارند.

 

  • قیمت بالا: بدلیل کار در دمای بالا و در نتیجه لزوم استفاده از مواد خاص مقاوم در برابر حرارت و همچنین ماهیت این فناوری و مقیاس پایین تولید در حال حاضر، قیمت تمام شده برق تولیدی توسط پیل سوختی حالت جامد چندین برابر فناوری‌های رایج می‌باشد و همین امر مانع از فراگیری این فناوری شده است.

 

عمر پایین: عمر توده‌های پیل سوختی حالت جامد بدلیل کار در دمای بالا معمولاً کوتاه است. بیشترین عمر گزارش شده در میان تولیدکنندگان فعلی در حدود 4 سال بوده و پس از این مدت توده‌های پیل سوختی باید تعویض شوند. البته سایر اجزای پیل معمولاً عمر بیشتری دارند و تنها توده پیل سوختی نیاز به تعویض دارد.

 

آسیب‌پذیری در برابر خاموشی کامل: بدلیل دمای کاری بسیار بالا و همچنین آسیب دیدن مواد بکار رفته در پیل سوختی حالت جامد در اثر انبساط و انقباض حرارتی، خاموشی کامل این سامانه‌ عمر آن را کاهش می‌دهد و از همین رو باید تا حد امکان این سامانه‌ها را در حالت روشن یا خاموشی گرم قرار داد و از خاموشی کامل آنها اجتناب کرد.

 

لزوم استفاده از مبدل الکتریکی: این سامانه ها برق جریان مستقیم تولید می‌کنند و به همین دلیل برای استفاده در شبکه های سراسری یا محلی برق‌رسانی نیاز به مبدل الکتریکی دارند که هزینه های بکارگیری این سامانه‌ها را افزایش می‌دهد.

 

با توجه به نیاز روز افزون جهان به انرژی (مخصوصاً انرژی الکتریکی)، فناوری هایی که بتوانند با بهروری بالاتری تبدیل انرژی را انجام دهند با دورنمای مثبتی روبرو خواهند بود که پیل سوختی حالت جامد یکی از این فناوری‌ها می‌باشد. با این حال رفع چالش های بنیادین فناوری پیل سوختی حالت جامد به منظور توسعه و فراگیری این فناوری لازم و ضروری است. مهمترین چالش موجود برای این فناوری نیز کاهش قیمت و افزایش عمر آن می‌باشد تا بتواند با نیروگاه های رایج فعلی رقابت نماید.

 

با بررسی روند سرمایه‌گذاریها و توسعه فناوری در زمینه پیل‌های سوختی اکسید جامد در دنیا و ارزیابی نمونه‌های مختلف تولید شده مشخص می شود که علی رغم چشم انداز قابل اعتنای این فناوری، پیل سوختی اکسید جامد هنوز تا رفع کامل مشکلات و فراگیری خود فاصله زیادی دارد و بیش از ده سال زمان خواهد برد تا به سطحی از بلوغ برسد که بدون کمک های یارانه ای و در بازارهای واقعی بتواند بطور گسترده ایفای نقش کرده و به رقیبی جدی برای فناوری های رایج تولید برق از منابع سوخت های فسیلی تبدیل شود. از همین رو در حال حاضر سیاست پیشنهادی در قبال این فناوری، رصد پیوسته آخرین پیشرفت‌ها از طریق بررسی اخبار، مرور پتنت‌ها و ارزیابی نمونه‌های تجاری شده می باشد. در صورتی که نتایج رصد نشان دهنده عبور این فناوری از گلوگاه های فنی و آمادگی آن برای فراگیری باشد، می توان برای ورود به آن اقدام کرد. در غیر اینصورت سرمایه گذاری بر روی این فناوری بدون رفع موانع و چالش های موجود ریسک زیادی دارد.

 

 

 

دوشنبه ٢٣ ارديبهشت ١٣٩٨ - ١١:٠٣
واژه های کلیدی:

خروج