高效率低碳排之kW級SOFC發電關鍵組件技術

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高效率低碳排之kW級SOFC發電關鍵組件技術

更新時間：2026-06-22 09:50

【技術簡介】
SOFC電堆之整體效能與操作穩定性，主要取決於電池片材料設計、製程一致性，以及電池堆組裝與密封技術之整合能力。目前國內相關研發多集中於單電池或小型模組層級，從電池片製作、電池堆組裝到 kW 級電堆實證之完整製程技術仍有待建立。本計畫建立從電池片製作到電池堆組裝之全製程技術，採用自製陽極支撐型SOFC電池片，完成多片電池之組裝，並進行高溫操作與發電測試驗證。完成之自製ASC (Anode-Supported Cell)電堆於750 °C作發電測試，開路電壓為 31.96 V，平均單片電壓達 1.18 V以上，顯示電池片製作與堆疊一致性良好。在負載操作條件下，電池堆操作電流達 47 A，輸出功率可達 1,007 W，成功實現國產化 kW級SOFC電池堆發電成果。電池堆效能曲線顯示其具備穩定之功率輸出表現，驗證本技術在電池片製程、電堆結構設計及高溫操作穩定性方面已具備成熟基礎。圖一及圖二分別為自製kW級電堆實體及效能曲線。

圖一、kW級電堆實體

圖二、kW級電堆效能曲線

【計畫規劃/技術應用】
    以kW級SOFC電堆為核心目標，依電池片製作、電堆設計與系統驗證三個層級進行技術規劃。首先，在電池片層級，建立包含燃料極、電解質與空氣極之材料配方與製程參數，透過漿料製備、塗佈與高溫燒結等製程，製作具備良好氣密性與電化學性能之電池片，並進行結構與電性評估。
    在電堆層級，進行連接板、密封材料與堆疊結構之設計與製作，確保在高溫操作條件下具備良好之氣密性、機械穩定性與電流收集效率，並完成多片電池之堆疊與組裝。透過電堆操作測試，驗證其輸出功率、效率與長時間穩定性表現。
    本技術成果可應用於分散式發電系統、輔助電源及未來氫能與合成氣發電場域，特別適合用於需長時間穩定供電且重視能源使用效率之應用環境。透過建立完整製程與驗證能力，亦可作為後續 SOFC 系統模組化與商用化發展之技術基礎。

【未來佈局】
    未來將在既有 kW 級SOFC電堆技術基礎上，進一步朝向高功率密度與長壽命電堆設計發展，並針對電池材料耐久性、熱循環穩定性與密封可靠度進行優化。同時，將結合系統層級整合技術，發展適用於實際應用場域之 SOFC 發電模組，提升整體系統效率與操作彈性。此外，未來亦規劃將 SOFC 技術延伸至可逆式固態氧化物電池(rSOC)與合成氣製程應用，強化與氫能、碳循環及再生能源系統之整合，逐步建構具前瞻性之高溫電化學能源技術平台，以支援國家能源轉型與低碳技術發展。
【連絡資訊】
姓名：劉建國
電話：03-4711400 分機6775
E-mail：ckliu2@nari.org.tw