本書以我國“雙碳”目標為背景，針對煤電行業高碳排放痛點，系統闡述了整體煤氣化燃料電池（integrated gasification fuel cell，IGFC）技術作為革命性解決方案的理論基礎、關鍵技術突破及產業化路徑。全書圍繞IGFC系統集成展開，覆蓋從材料選擇到示范工程的全鏈條技術。詳細介紹了IGFC系統集成技術在國內外的最新進展,系統總結了編者在IGFC系統關鍵材料篩選、零部件開發、SOFC（固體氧化物燃料電池）發電模塊集成放大、工藝系統及輔助設備、試驗運行及控制策略、系統模擬及分析等多方面的研究進展及成果。書中首次公開了自主開發的國內首臺/套100kW級IGFC示范系統、單機50kW級SOFC發電系統等核心成果，展示了我國在打破國外技術封鎖、實現IGFC自主化方面的重大進展。
本書可供從事燃料電池開發工作的科研、企業人員參考，也可供相關專業在校師生作為補充教材。

李初福，北京低碳清潔能源研究院氫能（氨能）技術研究中心副主任，高ji工程師。主要從事氫能與燃料電池相關研究，先后主持和參與了多項SOFC相關項目，包括國家重點研發計劃項目“CO2近零排放的煤氣化發電技術”、北京市科委項目“碳基固體氧化物燃料電池高效電池堆設計及陶瓷-金屬異相封接技術開發”、負責建成了國內首個兆瓦級IGFC技術試驗基地，研制了國內首套百千瓦級CO2近零排放的IGFC試驗示范系統。

第1章緒論1
1.1燃料電池技術3
1.1.1質子交換膜燃料電池（PEMFC）3
1.1.2堿性燃料電池（AFC）7
1.1.3磷酸燃料電池（PAFC）8
1.1.4熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）10
1.1.5固體氧化物燃料電池（SOFC）11
1.2IGFC發電系統17
1.3IGFC系統集成技術發展現狀18
1.3.1SOFC發電技術發展現狀19
1.3.2IGFC系統集成研究進展23
1.3.3IGFC技術面臨的挑戰26

第2章IGFC系統工藝及關鍵裝備28
2.1積碳規律28
2.2關鍵材料32
2.2.1高溫金屬材料篩選32
2.2.2高溫密封材料篩選32
2.3關鍵部件43
2.3.1高溫布氣板43
2.3.2不銹鋼陶瓷接頭47
2.4高溫換熱器50
2.5尾氣燃燒器52
2.5.1尾氣純氧燃燒器52
2.5.2尾氣催化燃燒器59
2.6逆變并網技術71
2.7關鍵單元控制策略77
2.7.1高溫燃料電池發電單元熱平衡模型79
2.7.2純氧燃燒單元尾氣CO2濃度預測模型81

第3章IGFC發電模塊集成技術85
3.1SOFC電堆評估85
3.1.1電堆泄漏率評估85
3.1.2電堆壓降監測86
3.2SOFC單堆發電性能90
3.2.1空氣封閉式S型電堆90
3.2.2空氣開放式S型電堆93
3.2.3空氣開放式K型電堆95
3.3SOFC單塔集成技術102
3.3.1空氣封閉式堆塔集成102
3.3.2空氣開放式堆塔集成106
3.4SOFC多塔發電模塊集成112
3.4.1空氣封閉式電堆塔集成112
3.4.2空氣開放式電堆塔集成116

第4章IGFC測試平臺開發及系統集成示范122
4.1IGFC測試平臺開發122
4.1.11kW級IGFC測試平臺122
4.1.25kW級IGFC測試平臺125
4.1.320kW級IGFC測試平臺128
4.2IGFC試驗基地建設132
4.3100kW級IGFC系統集成示范132
4.3.1100kW級IGFC試驗示范系統設計132
4.3.2100kW級IGFC試驗示范系統運行133
4.4單機30kW級SOFC熱電聯供系統143
4.4.1系統設計144
4.4.2關鍵設備148
4.4.3系統組裝151
4.4.4調試運行153
4.5單機50kW級SOFC發電系統161
4.5.1系統設計161
4.5.2關鍵設備163
4.5.3系統組裝167
4.5.4調試運行168

第5章IGFC系統模擬分析174
5.1IGFC系統流程174
5.2煤氣化凈化單元模擬175
5.3燃料電池發電單元模擬178
5.4IGFC系統模擬結果及分析186

第6章總結與展望191
6.1總結191
6.2展望193

參考文獻195