Piles à combustible à oxyde solide, qui peuvent jouer un rôle clé dans la réduction des émissions de CO2 — Les efforts de DENSO pour résoudre deux problèmes afin d'améliorer la performance environnementale

May 20, 2023

M. Osugi du département de recherche et développement sur les piles à combustible de nouvelle génération a fait une présentation sur le besoin de piles à combustible à oxyde solide (SOFC) et sur la manière dont DENSO améliore leurs performances environnementales.

【Conférencier】 Takamasa Osugi NEGP Development Dept., Environmentment Neutral Systems Development Div. ENTREPRISE DENSO

Présentation de soi

Bonne soirée. Je vais vous expliquer les SOFC. Permettez-moi de me présenter brièvement. Depuis que j'ai rejoint DENSO, j'ai travaillé dans le domaine non automobile, en particulier le développement de produits liés à l'habitat, donc mon parcours professionnel est très rare chez DENSO. Depuis 2019, je suis en charge du business plan de la SOFC.

Qu'est-ce qu'une SOFC ? SOFC signifie pile à combustible à oxyde solide et est un dispositif permettant de générer de l'électricité à partir d'hydrogène. La réaction chimique dans les SOFC est à l'opposé de celle des SOEC. L'électricité est générée par la réaction chimique entre l'hydrogène et l'oxygène. Il existe différents types de piles à combustible. Cette diapositive montre un PEFC et un SOFC comme exemples. Parce qu'une SOFC utilise un matériau céramique pour l'électrolyte, elle peut fonctionner à des températures élevées d'environ 700°C, ce qui signifie que l'efficacité de fonctionnement est élevée. Divers carburants, tels que l'hydrogène, le gaz de ville et le gaz propane, peuvent être utilisés.

Pourquoi les SOFC sont-elles nécessaires ? Une société de l'hydrogène ne sera pas entièrement alimentée par l'hydrogène. Les carburants dérivés de l'hydrogène et divers types de carburants neutres en carbone seront utilisés jusqu'à ce que l'hydrogène soit largement utilisé. Ainsi, les SOFC, qui peuvent être alimentées par différents types de carburants, devraient jouer un rôle clé dans la réduction des émissions de CO₂ de manière transparente vers une société de l'hydrogène.

Permettez-moi d'expliquer pourquoi les carburants dérivés du carbone, y compris le gaz de ville et les biogaz, peuvent être utilisés en plus de l'hydrogène. Une SOFC intègre un système de reformage pour convertir divers types de carburants en hydrogène, qui est ensuite utilisé pour générer de l'électricité.

Deux problèmes liés à l'amélioration de la performance environnementale des SOFC J'ai mentionné au début que les SOFC ont une efficacité de fonctionnement élevée. Nous nous efforçons d'améliorer encore nos performances environnementales. J'aimerais expliquer deux problèmes principaux. (En pointant la diapositive) Le premier enjeu est de réutiliser le combustible à la sortie d'une pile de pile. Ce diagramme schématique montre le processus de production d'énergie. Un carburant est chargé par le haut et de l'électricité est générée dans la pile de cellules cylindriques blanches. Idéalement, lorsque l'entrée de carburant hydrogène est de 100, tout devrait être utilisé dans la pile de cellules pour générer de l'énergie, et il ne devrait pas rester de carburant hydrogène à la sortie de la pile de cellules. Cependant, l'empilement de cellules se détériore si tout l'hydrogène est utilisé, il est donc contrôlé pour ne pas consommer de carburant. L'éjecteur représenté en haut de ce schéma joue un rôle clé. Issu de la technologie exclusive de DENSO, il s'agit d'un composant de haute qualité et très fiable qui est également utilisé dans les climatiseurs automobiles. L'éjecteur recycle (recircule) le carburant inutilisé de la sortie pour minimiser le gaspillage d'hydrogène, améliorant ainsi l'efficacité de la production d'énergie. Le deuxième problème est de contrôler la température pour maximiser l'efficacité. Les SOFC fonctionnent plus efficacement dans une certaine plage de température. Il est également crucial d'atteindre une température uniforme et appropriée. Pour utiliser pleinement la chaleur produite lors de la production d'électricité, nous exploitons notre technologie de gestion thermique pour améliorer la durabilité. Toute l'entreprise a travaillé pour appliquer les technologies raffinées dans le domaine automobile à d'autres produits.

L'objectif de DENSO Enfin, permettez-moi d'expliquer l'objectif de DENSO. Dans le graphique sur le côté gauche de cette diapositive, la production de puissance est tracée sur l'axe horizontal et l'efficacité de la production de puissance sur l'axe vertical. La production et l'efficacité des grandes centrales thermiques sont tracées sur le côté droit de ce graphique. Nous nous sommes efforcés de réduire la taille des SOFC, qui génèrent de l'électricité plus efficacement que les centrales électriques, tout en continuant à augmenter l'efficacité. Nous sommes sur le point de commencer une évaluation de démonstration en installant des systèmes SOFC dans les usines DENSO. Notre vision future est illustrée sur le côté droit de cette diapositive. Les carburants neutres en carbone ne seront pas largement utilisés de sitôt, la première étape consiste donc à commencer à économiser de l'énergie en utilisant des SOFC très efficaces. Au fur et à mesure que les carburants neutres en carbone se répandront, nous contribuerons à la décarbonation et à la sécurité énergétique en utilisant les caractéristiques d'une source d'énergie distribuée. Nous espérons contribuer à créer une "société du cycle du bien-être" grâce au développement des SOFC.

Enfin, il est difficile de faire un grand pas en avant vers la neutralité carbone. Notre objectif est d'aider à créer un monde neutre en carbone en maximisant la conservation de l'énergie. Voici mon message : créons ensemble l'avenir grâce à la conservation de l'énergie et au-delà !

C'est tout pour ma présentation. Merci pour votre attention.

En savoir plus sur SOFC, veuillez cliquer ci-dessous.https://www.denso.com/global/en/drive-base/tech-design/sofc/