Pilas de combustible de óxido sólido, que pueden desempeñar un papel clave en la reducción de las emisiones de CO2: los esfuerzos de DENSO para abordar dos problemas para mejorar el rendimiento medioambiental

May 20, 2023

El Sr. Osugi del Departamento de Investigación y Desarrollo de Celdas de Combustible de Próxima Generación hizo una presentación sobre la necesidad de celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) y cómo DENSO está mejorando su desempeño ambiental.

【Orador】 Takamasa Osugi Departamento de desarrollo de NEGP, División de desarrollo de sistemas neutrales para el medio ambiente. CORPORACIÓN DENSO

Auto presentación

Buenas noches. Explicaré las SOFC. Permítanme presentarme brevemente. Desde que me uní a DENSO, he estado trabajando en el campo no automotriz, especialmente en el desarrollo de productos relacionados con la vivienda, por lo que mi trayectoria profesional es muy poco común en DENSO. Desde 2019, estoy a cargo de la planificación comercial de SOFC.

¿Qué es una SOFC? SOFC significa pila de combustible de óxido sólido y es un dispositivo para generar electricidad a partir de hidrógeno. La reacción química en las SOFC es opuesta a la de las SOEC. La electricidad se genera a través de la reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno. Hay varios tipos de pilas de combustible. Esta diapositiva muestra un PEFC y un SOFC como ejemplos. Debido a que una SOFC utiliza un material cerámico para el electrolito, puede operar a altas temperaturas de alrededor de 700 °C, lo que significa que la eficiencia operativa es alta. Se pueden utilizar varios combustibles, como hidrógeno, gas ciudad y gas propano.

¿Por qué son necesarias las SOFC? Una sociedad del hidrógeno no estará completamente alimentada por hidrógeno. Se utilizarán combustibles derivados del hidrógeno y varios tipos de combustibles neutros en carbono hasta que el hidrógeno se generalice. Por lo tanto, se espera que las SOFC, que pueden funcionar con varios tipos de combustibles, desempeñen un papel clave en la reducción de las emisiones de CO₂ hacia una sociedad del hidrógeno.

Permítanme explicar por qué los combustibles derivados del carbono, incluidos el gas de ciudad y los biogás, se pueden usar además del hidrógeno. Una SOFC incorpora un sistema de reformado para convertir varios tipos de combustibles en hidrógeno, que luego se utiliza para generar energía.

Dos problemas para mejorar el desempeño ambiental de las SOFC Mencioné al principio que las SOFC tienen una alta eficiencia operativa. Hemos estado trabajando para mejorar aún más el desempeño ambiental. Me gustaría explicar dos cuestiones principales. (Mientras señala la diapositiva) El primer problema es reutilizar el combustible a la salida de una pila de celdas. Este diagrama esquemático muestra el proceso de generación de energía. Se carga un combustible desde la parte superior y se genera electricidad en la pila de celdas cilíndricas blancas. Idealmente, cuando la entrada de combustible de hidrógeno es 100, todo debe usarse en la pila de celdas para generar energía, y no debe quedar combustible de hidrógeno a la salida de la pila de celdas. Sin embargo, el apilamiento de celdas se deteriora si se utiliza todo el hidrógeno, por lo que se controla para no agotar el combustible. El eyector que se muestra en la parte superior de este diagrama juega un papel clave. Derivado de la tecnología patentada de DENSO, es un componente de alta calidad y muy fiable que también se utiliza en acondicionadores de aire para automóviles. El eyector recicla (recircula) el combustible no utilizado de la salida para minimizar el desperdicio de hidrógeno, mejorando así la eficiencia de generación de energía. El segundo problema es controlar la temperatura para maximizar la eficiencia. Las SOFC funcionan de manera más eficiente en un cierto rango de temperatura. También es crucial lograr una temperatura uniforme y adecuada. Para utilizar completamente el calor que se produce durante la generación de energía, aprovechamos nuestra tecnología de gestión térmica para mejorar la durabilidad. Toda la empresa ha trabajado para aplicar las tecnologías perfeccionadas en el campo de la automoción a otros productos.

El objetivo de DENSO Finalmente, permítanme explicar el objetivo de DENSO. En el gráfico del lado izquierdo de esta diapositiva, la producción de generación de energía se traza en el eje horizontal y la eficiencia de generación de energía en el eje vertical. La producción y la eficiencia de las grandes centrales térmicas se representan en el lado derecho de este gráfico. Nos hemos esforzado por reducir el tamaño de las SOFC, que generan energía de manera más eficiente que las centrales eléctricas, mientras continuamos aumentando la eficiencia. Estamos a punto de comenzar una evaluación de demostración instalando sistemas SOFC en las plantas de DENSO. Nuestra visión futura se muestra en el lado derecho de esta diapositiva. Los combustibles neutros en carbono no se generalizarán en el corto plazo, por lo que el primer paso es comenzar a ahorrar energía mediante el uso de SOFC altamente eficientes. A medida que se difundan los combustibles neutros en carbono, contribuiremos a la descarbonización y la seguridad energética mediante el uso de las características de una fuente de energía distribuida. Esperamos ayudar a crear una "sociedad del ciclo del bienestar" a través del desarrollo de SOFC.

Por último, es difícil dar un gran salto hacia la neutralidad de carbono. Nuestro objetivo es ayudar a crear un mundo neutral en carbono maximizando la conservación de energía. Aquí está mi mensaje: ¡Creemos el futuro juntos a través de la conservación de energía y más allá!

Eso es todo por mi presentación. Gracias por su atención.

Obtenga más información sobre SOFC, haga clic a continuación. https://www.denso.com/global/en/driven-base/tech-design/sofc/