Bevezetés a hidrogénenergiába és az üzemanyagcellákba

Az üzemanyagcellák oszthatókprotoncserélő membrán üzemanyagcellák (PEMFC) és közvetlen metanol üzemanyagcellák az elektrolit tulajdonságainak és a felhasznált tüzelőanyagnak megfelelően

(DMFC), foszforsav üzemanyagcella (PAFC), olvadt karbonát üzemanyagcella (MCFC), szilárd oxid üzemanyagcella (SOFC), lúgos üzemanyagcella (AFC) stb. Például a protoncserélő membrán üzemanyagcellák (PEMFC) elsősorban továbbprotoncserélő membrán transzfer protonközeg, lúgos üzemanyagcellák (AFC) lúgos vízbázisú elektrolitot, például kálium-hidroxid-oldatot használnak protonátvivő közegként stb. Ezen túlmenően, az üzemi hőmérséklet szerint az üzemanyagcellák feloszthatók magas hőmérsékletű és alacsony hőmérsékletű üzemanyagcellákra üzemanyagcellák, az előbbi főként szilárd oxid üzemanyagcellákat (SOFC) és olvadt karbonát üzemanyagcellákat (MCFC) foglal magában, utóbbiba protoncserélő membrán üzemanyagcella (PEMFC), közvetlen metanol üzemanyagcella (DMFC), lúgos üzemanyagcella (AFC), foszforsav üzemanyagcellák (PAFC) stb.

Protoncserélő membrán fuel cells (PEMFC) use water-based acidic polymer membranes as their electrolytes. PEMFC cells must operate under pure hydrogen gas due to their low operating temperatures (below 100 ° C) and the use of noble metal electrodes (platinum based electrodes). Compared with other fuel cells, PEMFC has the advantages of low operating temperature, fast start-up speed, high power density, non-corrosive electrolyte and long service life. Thus, it has become the mainstream technology currently applied to fuel cell vehicles, but also partially applied to portable and stationary devices. According to E4 Tech, PEMFC fuel cell shipments are expected to reach 44,100 units in 2019, accounting for 62% of the global share; The estimated installed capacity reaches 934.2MW, accounting for 83% of the global proportion.

Az üzemanyagcellák elektrokémiai reakciókat használnak az anódon lévő üzemanyagból (hidrogénből) és a katódon lévő oxidálószerből (oxigénből) elektromos energiává alakítására, hogy meghajtsák az egész járművet. Pontosabban, az üzemanyagcellák alapvető összetevői közé tartozik a motorrendszer, a segédtápegység és a motor; Ezek közül a motorrendszer főként az elektromos reaktorból, a jármű hidrogéntároló rendszeréből, a hűtőrendszerből és az egyenáramú feszültség átalakítóból álló motort tartalmazza. A reaktor a legkritikusabb alkatrész. Ez az a hely, ahol a hidrogén és az oxigén reagál. Több egymásra helyezett cellából áll, és a fő anyagok közé tartozik a bipoláris lemez, a membránelektróda, a véglemez és így tovább.