CC BY
54ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ
5 ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ I ЭНЕРГОУСТАНОВКИ. СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ И ПРОБЛЕМЫ
и
по
I Н. В. Коровин
0J
—
ё Московский энергетический институт (Технический университет)
| Красноказарменная, 14, Москва, 111250, Россия
о Телефон: (095)273-02-78, e-mail: KorovinNV@mpei.ru
1. К настоящему времени разработаны топливные элементы (ТЭ) со щелочным (ЩТЭ), фосфорнокислым (ФКТЭ), твердополимерным (ТПТЭ), расплавленным карбонатным (РКТЭ) и твердооксидным (ТОТЭ) электролитом и электрохимические энергоустановки (ЭЭУ) на их основе. Кроме того разрабатываются ТЭ для прямого окисления метанола (МТЭ) и портативные ТЭ. В докладе приведен уровень развития этих видов ТЭ, их характеристики и проблемы. Основное внимание в докладе уделяется ТПТЭ, РКТЭ и ТОТЭ. В докладе анализируются проблемы ТЭ и пути дальнейшего улучшения параметров ТЭ .
2. К настоящему времени разработаны и испытаны ЭЭУ мощностью до 100 кВт (ЭЭУ с ЩТЭ), 250 кВт (ЭЭУ с ТПТЭ и с ТОТЭ), до 2 МВт (ЭЭУ с РКТЭ) и до 11 МВт (ЭЭУ с ФКТЭ). В докладе рассмотрены параметры ЭЭУ, проблемы ЭЭУ и пути их решения. За последние годы большое внимание разработчиков и инвесторов обращалось на развитие ЭЭУ с ТПТЭ, РКТЭ и ТОТЭ, что позволило существенно улучшить их параметры. В испытанных ЭЭУ (с использованием природного газа) достигнуты к.п.д. 40-55 % (электрический ) и 75-80 % (суммар-
ный), ожидается дальнейшее увеличение к.п.д. Так, для гибридных ЭЭУ (блок ТОТЭ вместе ГТУ) к.п.д. при использовании природного газа может достичь 65 %. Выбросы оксидов азота на 1-3 порядка ниже выбросов из тепловых машин, выбросы оксидов серы и монооксида углерода не обнаружены. Основными проблемами в разработке коммерческих ЭЭУ остаются высокая стоимость и недостаточный ресурс.
3. В докладе рассматриваются перспективы применения ЭЭУ. ЭЭУ с ЩТЭ и с ТПТЭ нашли применение в космической технике. Весьма перспективно применение стационарных ЭЭУ малой мощности (до нескольких МВт) как автономных источников энергоснабжения (с когенерацией тепла). В настоящее время более 160 ЭЭУ с ФКТЭ уже используются для этой цели. Разрабатываются и испытываются ЭЭУ с ТПТЭ и ЭЭУ с ТОТЭ. Большое внимание уделяется созданию ЭЭУ с ТПТЭ транспортного назначения. В нескольких странах испытываются электромобили и автобусы с ЭЭУ. Более отдаленной, но реальной является перспектива крупномасштабной генерации электроэнергии. Микротопливные элементы могут найти применение в электронных портативных устройствах.
ISJAEE Специальный выпуск (2003)
