丰田与NREL合作推进兆瓦级燃料电池系统

丰田汽车北美公司(Toyota) 正在与能源部 (DOE) 的国家可再生能源实验室 (NREL) 合作建造、安装和评估 1 兆瓦 ( MW) 质子交换膜 (PEM) 燃料电池发电系统，位于科罗拉多州阿瓦达的 NREL 熨斗园区。

这项为期 3 年、耗资 650 万美元的合作部分由 DOE能源效率和可再生能源办公室的氢和燃料电池技术办公室资助，并支持 DOE 在多个应用和经济领域实现清洁氢的H2@Scale愿景。

1-MW 燃料电池系统将多个丰田燃料电池模块集成到一个更大的系统中，以提供响应式固定电源。通过之前的合作，NREL 已经展示了使用汽车燃料电池系统为数据中心提供无碳电力。这个新系统的规模要大得多，产生大约 15 倍的功率，并且能够输出直流电和交流电。

丰田利用其超过 25 年的燃料电池开发经验设计了 1 兆瓦系统，扩展了轻型燃料电池电动汽车市场的专业知识。丰田提供燃料电池模块，并与系统集成商 Telios 合作，设计、平衡工厂和构建系统，以交付给 NREL。丰田开发了一种集成控制系统来管理燃料电池模块的运行，以最大限度地提高效率和系统寿命。该系统展示了一个简化的设计，作为传统发电机的直接替代品。

“实现碳中和需要我们所有人探索零排放技术的新应用，包括该技术如何与 NREL 的项目将确定的其他系统集成，”燃料电池业务发展集团副总裁Christopher Yang说解决方案，丰田。“我们的模块在如此大规模的部署中的应用显示了丰田燃料电池技术的可扩展性，无论是用于一辆乘用车的单个燃料电池模块，还是组合为重型设备提供动力的多个系统。”

NREL 研究人员将推动燃料电池系统设计的操作边界，以识别性能限制和随时间的退化，生成有价值的真实数据以帮助开发未来的应用程序。研发还将包括评估该系统在与储能和可再生能源发电系统(如太阳能光伏和风能)集成时的性能。

“我们将研究用于固定发电的 PEM 燃料电池系统的扩展，以了解性能、耐用性和系统集成挑战是什么，” NREL 研究工程师和该项目的首席研究员Daniel Leighton说。“这种燃料电池发电机系统还在 NREL 创造了新的兆瓦级燃料电池研究能力。”

燃料电池发电机是综合能源系统高级研究(ARIES) 兆瓦级氢气系统的一部分，该系统正在 NREL 的熨斗园区设计和调试。这个灵活的系统——包括一个 1.25 兆瓦的 PEM 电解槽、600 公斤的储氢系统和 1 兆瓦的燃料电池发电机——提供了一个平台来展示兆瓦级的直接可再生氢生产、储能、电力生产和电网整合。

燃料电池发电机系统将于今年夏天安装，整个系统将于 2022 年晚些时候投入使用。

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