燃料电池行业目前正处于快速发展和商业化应用的关键阶段。随着全球对清洁能源需求的增长以及各国政府对环保政策的推动,燃料电池技术的研发与应用正逐步拓宽,尤其在交通、电力储能、便携式电源等领域有着广阔的应用前景。以下类型的燃料电池内部组件均需采用高效的高温隔热措施,且非常适合使用性能卓越的微纳高温绝热材料和纳奇保温材料:
固体氧化物燃料电池(SOFC):工作温度通常在600-1000℃,其内部组件如电解质、阳极、阴极以及连接体等需要承受高温并保持高效的隔热性能,以减少热损失和提高效率。因此,微纳绝热材料非常适合用于SOFC的高温隔热。
熔融碳酸盐燃料电池(MCFC):其工作温度一般在600-700℃,其内部组件和SOFC一样需要采取高效的高温隔热措施,所以,微纳绝热材料同样非常适用于此类燃料电。
磷酸燃料电池(PAFC):一般用于电热联产。虽然其工作温度较低(150-200℃),但与周围环境的温差仍然较大。为了保持电池内部的稳定工作温度并减少热损失,采取高效隔热措施是必要的。其内部组件适合使用高性能的纳奇保温隔热材料。
废热利用系统:对于大多数类型的燃料电池,特别是具有显著废热产生的燃料电池类型,废热利用是提高整体能源效率的关键部分。由于微纳绝热材料和纳奇保温材料在各自适用的温度范围内具有极低的导热系数,它们非常适合用于构建废热回收系统,以捕获和利用从燃料电池排出的热量。特别地,在废热温度范围跨越较大时,可以考虑将微纳绝热材料与纳奇保温材料配套使用,以覆盖更宽的温度范围。
在SOFC(固体氧化物燃料电池)、PAFC(磷酸燃料电池)和MCFC(熔融碳酸盐燃料电池)等高温型燃料电池及其废热利用系统中合理设计并使用微纳绝热材料和纳奇保温材料,可给产品整体性能带来显著的优势,从而增强燃料电池产品的竞争力:
确保正常运行:燃料电池内部的化学反应对温度非常敏感。使用微纳和纳奇高效隔热材料能帮助燃料电池的内部组件一直处于最佳工作温度范围,确保其在不同环境条件下都能正常运行;
提高能源效率:通过更有效地维持燃料电池内部稳定的高温反应环境,可将更多的化学能转化为电能,从而提高整个系统的能源转换效率;
实现紧凑轻薄化设计:可设计超薄的隔热层,有利于实现燃料电池和废热回收系统的紧凑化、轻量化设计,减轻重量,对于较大型移动应用尤其重要;
降低系统复杂性:能降低对外部冷却系统的需求,简化热管理系统设计,减少相关组件的数量和尺寸,进而提高系统可靠性,并降低整体系统的复杂性和成本;
热安全性能提升:可防止高温区域向周围低温结构传递过多热量,降低局部过热风险,减少潜在的火灾或热失控风险,提升燃料电池系统的整体安全性;
优化废热回收:可确保废热在传输过程中不会过快散失,使得废热能够更充分地被用于产生附加价值,如加热、发电或其他形式的能量转换,进一步提升整体能效;
延长组件寿命:通过有效控制温度波动,减少因热应力导致的疲劳和老化,有助于延长燃料电池关键组件的使用寿命。