2024年6月28日，电堆科技发布了全球首款SOEC-CH4电解水耦合天然气制氢电堆。
《电解水耦合天然气制氢电堆全球首发！》（⬅点击跳转查看）
截至2024年8月8日，制氢系统研发进展如下：
-单电池-
图a
工作温度的选取：根据产氢量(1.5Nm³/h @ 60 cells)制定60A作为额定运行电流。
如之前文章所述，电解水耦合天然气氧化反应的热中性电压为300mV，电堆科技选取400mV作为运行工况以便电堆处于微放热状态，故实际运行时需满足400mV@60A。
根据图a不同操作温度下的电流-电压曲线选定600℃作为电堆的工作温度。
图b
图a电流-电压曲线的斜率反映了单电池在工作时的总阻抗，与图b交流阻抗图谱测试结果一致。
图b欧姆电阻与8YSZ理论电导率计算结果一致。
图c
CH4能否完全转化？出口是否高纯CO2？
对甲烷侧尾气在不同工况下的气体组分做了测试，随着电解电压的增加CH4被完全氧化，在60A额定工况下尾气CO2含量高于90%（保留10%H2以防止甲烷侧电极氧化）。
图d
单电池长期测试：单电池在额定工况下运行超300小时，电压无衰减，持续测试中。
-电堆-
重复单元
15片电堆
30片电堆
电堆研发遵循5片电池组成的重复单元-3组重复单元构成的15片电堆-6组重复单元构成的30片电堆路径。
在5片电池组成的重复单元中，每片电池的电化学性能一致性优异，与单电池测试结果相比略有损失。
3组重复单元组成的15片电堆中，每组重复单元的电化学性能一致性良好，与单个重复单元的结果相比又有些许损失。
6组重复单元组成的30片电堆中，电化学性能达到设计指标(12V@60A)，然每组重复单元的电化学性能一致性稍差，目前在优化电堆结构以实现重复单元在整堆中的电化学性能一致性。
-BOP（热处理）-
目前已针对BOP（热处理）的核心反应区进行了预测试，结果表明，进出气温度、换热效率、物质流循环系数等关键参数基本达到设计要求，下一步将不断细化测试条件和反应条件并继续测试。
核心区包括电堆加热保温区、蒸汽发生-电加热区、尾气能量热交换区、进气物质流循环区等部分，电堆反应温度和实际进气控制在约600℃，并考察各区域温度和出口混合水气温度，在终端不增加冷凝设备的情况下，尾气出口温度达到约80℃，表明尾气能量在热交换区已被充分回收利用， 极大地降低了反应电耗。
电堆科技的SOEC-CH4电解水耦合天然气制氢技术，适用于分布式、小型化、即产即用的制氢场景，如：工业制程（金属加工、玻璃等产品制造、发电机冷却等）、社区供能、分布式发电、制加氢一体站等。
由于CH4的引入，制氢电耗大幅降低，理论上可实现制取1标方氢气仅消耗1度电（同时消耗0.25标方CH4）。
技术原理请参考电堆科技CEO仝永成博士所作《热化学与电化学的碰撞：SOEC-CH4》（⬅点击跳转查看）
电堆科技专注于电堆产品，将与合作伙伴通力协作，共同开发更环保、更经济、更高效的制氢设备。
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原文始发于微信公众号（电堆科技）：电堆科技SOEC-CH4制氢系统最新研发进展
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