固體氧化物燃料電池(SOFC)又稱陶瓷燃料電池,是一種全固態燃料電池,具備將氫氣、天然氣、生物質氣等燃料的化學能高效轉化為電能的能力。SOFC是未來清潔能源系統的關鍵技術之一,具有燃料適用性強、發電效率高、運行穩定高、余熱品質高、低污染排放等優勢。
SOFC單電池由電解質(陶瓷材料)、陰/陽極、連接體構成,多個單電池可構成電堆。SOFC根據電堆設計形式不同,分為管式SOFC、平板式SOFC、扁管式SOFC、錐管式SOFC、蜂巢式SOFC、微管式SOFC、瓦楞式SOFC等多種結構類型,不同結構的SOFC在制造工藝、材料選擇、性能及應用場景上存在一定差異。
在材料選擇上,SOFC陽極材料包括Ni基材料、Cu基材料、鈣鈦礦等,其中鈣鈦礦是近年來SOFC陽極材料研究熱點;SOFC陰極材料可選擇鈣鈦礦結構、R-P結構等;電解質是SOFC的核心材料,目前SOFC常見電解質材料包括ZrO2基電解質、CeO2基電解質、Bi2O3基電解質等。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年固體氧化物燃料電池(SOFC)行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,SOFC應用前景廣闊,可以應用在數據中心、船舶電源、家用熱電聯供(CHP)、煤氣化發電、汽車輔助電源(APU)、增程器、分布式發電及固定電站、反向電解制氫等領域。在數據中心領域,目前SOFC已成為主要采用的氫燃料電池技術之一。
2024年全球SOFC市場規模約7.6億美元。目前美國、歐洲、日本等國家已經基本實現SOFC商業化運行,相關企業包括美國Fuel Cell Energy、美國布魯姆能源(Bloom Energy)、英國Ceres Power、德國Sunfire、日本三菱重工、日本京瓷株式會社等,其中美國布魯姆能源是全球SOFC領域龍頭企業。
我國SOFC產業處于工業示范向商業應用的過渡階段,國內相關企業包括蘇州華清京昆能源有限公司、潮州三環(集團)股份有限公司、寧波索福人能源技術有限公司、濰柴動力股份有限公司、上海中弗新能源科技股份有限公司、浙江臻泰能源科技有限公司、上海翌晶能源技術有限公司等。
新思界
行業分析人士表示,在可持續發展背景下,數據中心的能源消耗、碳排放問題受到廣泛關注。SOFC等綠氫電源具有高效、清潔、可持續等特點,是解決數據中心能源問題的重要途徑,隨著綠色數據中心建設推進,SOFC市場空間將持續擴大。我國在SOFC技術水平、產業化等方面與國際相比存在較大差距,但隨著布局企業增加,國內SOFC商業化前景正日益明朗。