水素エネルギーと燃料電池の紹介

燃料電池は次のように分類できます。プロトン交換膜電解質の特性と使用する燃料に応じた燃料電池 (PEMFC) と直接メタノール燃料電池

（DMFC）、リン酸形燃料電池（PAFC）、溶融炭酸塩形燃料電池（MCFC）、固体酸化物形燃料電池（SOFC）、アルカリ形燃料電池（AFC）など。たとえば、固体高分子形燃料電池（PEMFC）は主に依存しています。の上プロトン交換膜アルカリ燃料電池（AFC）は、プロトン輸送媒体として水酸化カリウム溶液などのアルカリ水ベースの電解質を使用します。また、動作温度に応じて、燃料電池は高温燃料電池と低温燃料電池に分類できます。燃料電池には主に固体酸化物型燃料電池（SOFC）と溶融炭酸塩型燃料電池（MCFC）が含まれ、後者には固体高分子型燃料電池（PEMFC）、直接メタノール型燃料電池（DMFC）、アルカリ型燃料電池（AFC）、リン酸形燃料電池（PAFC）など

プロトン交換膜燃料電池 (PEMFC) は、電解質として水ベースの酸性ポリマー膜を使用します。 PEMFC セルは、動作温度が低く (100 °C 以下)、貴金属電極 (白金ベースの電極) を使用しているため、純粋な水素ガス下で動作する必要があります。他の燃料電池と比較して、PEMFC は動作温度が低く、起動速度が速く、出力密度が高く、電解質が腐食せず、耐用年数が長いという利点があります。したがって、現在、燃料電池自動車に適用される主流の技術となっていますが、部分的には携帯型および定置型の機器にも適用されています。 E4 Tech によると、PEMFC 燃料電池の出荷台数は 2019 年に 44,100 台に達すると予想されており、世界シェアの 62% を占めます。推定設置容量は934.2MWに達し、世界全体の83％を占めます。

燃料電池は電気化学反応を利用して、アノードの燃料 (水素) とカソードの酸化剤 (酸素) からの化学エネルギーを電気に変換し、車両全体を駆動します。具体的には、燃料電池のコアコンポーネントには、エンジンシステム、補助電源、モーターが含まれます。このうち、エンジンシステムは主に電気炉、車両用水素貯蔵システム、冷却システム、DCDC電圧コンバータから構成されるエンジンを含みます。リアクターは最も重要なコンポーネントです。水素と酸素が反応する場所です。複数の単セルを積層して構成されており、主な材料としてはバイポーラプレート、膜電極、エンドプレートなどが挙げられます。