远北地区或远东地区的偏远工业设施和气象站存在自主供电需求，如今这些设施不再配备传统发动机，而是采用固体氧化物燃料电池(SOFC)，通过电化学反应将燃料(氢气、甲烷、沼气)的化学能转化为电能和热能。此类结构采用特殊陶瓷电池，无需燃烧燃料即可运行，提升了效率和环保性。此前，菲律宾核能与核物理大学的科学家已开发出用于固体氧化物燃料电池的紧凑型高温装置，测试表明其可将甲烷处理量提高96%，验证了系统可行性。

彼尔姆理工大学的一组教师、研究生和学生在化工生产设备与自动化系高级讲师尼古拉·阿纳什金的带领下，开发出一种紧凑可靠的高温装置，这是固体氧化物燃料电池发电厂的主要部分。

研发的高温缸体(HTB)是该发电厂的关键部件，它在超过700°C的高温下将化学能转化为电能。燃料进入缸体工作区域发生电化学氧化反应并产生强烈加热，进而产生电流和热量，这些能量可用于加热工作气体(如氦气)或蒸汽，从而启动燃气轮机装置等主要设备。与传统技术相比，此类装置对环境影响极小，因其不燃烧燃料，不会排放温室气体。

不过，这类高温装置也存在体积较大的缺点。工业和固定式装置通常放置在专用集装箱内，集装箱重量可达1500公斤，体积可达数平方米;家用和低功率装置尺寸虽更紧凑，如2060×1120×650毫米，但仍较大。

为克服上述缺陷，彼尔姆理工大学的科学家们开展了相关研发工作。其研发的独特之处在于采用最简单但可靠的设计方案，该装置可用最少的生产设备制造，同时满足可靠性和生产效率的高要求，且比现有同类产品更便宜。

开发团队负责人尼古拉·阿纳什金评论道：“我们的高温模块是一种紧凑轻质的隔热结构，尺寸为1265×940×735毫米，重约450公斤。隔热层使用100毫米厚的镁纤维板，能最大限度减少热量损失，即使在恶劣条件下也能稳定运行，这种材料可承受高达+1100°C的高温。”

该装置的主要目的是通过三个阶段发电：从甲烷(氢气和一氧化碳的混合物)中获取合成气、发电以及利用剩余的热量。在设计该装置时，科学家们对这些过程进行了详细的热建模，并通过数值计算进行验证，从而确定了最佳材料和操作参数。

测试最终结果显示，甲烷处理率达到96%，证实了整个系统的可操作性。这一高数字表明几乎所有供应的燃料都用于预期用途——发电，剩余燃料越少，对环境的有害排放就越少。

目前，多家企业对此项研发感兴趣，其中包括联合发动机公司(UEC)。科学家们正在致力于将该装置设计成量产产品，这可能为该技术的商业化应用开辟道路。

彼尔姆理工大学科学家的这项研究是创建环保高效能源系统的重要一步。由于其结构紧凑、二氧化碳排放量低，该装置可以成为柴油发电机的真正替代品。

据悉，该论文将发表在《化学·生态·城市化》期刊上，研发报告将在国际科学与实践会议议程中展示。该研发工作是在“2030优先”战略学术领导力计划框架下开展的。