Introdução à energia do hidrogênio e células de combustível

As células de combustível podem ser divididas emmembrana de troca de prótonscélulas a combustível (PEMFC) e células a combustível de metanol direto de acordo com as propriedades do eletrólito e do combustível utilizado

(DMFC), célula a combustível de ácido fosfórico (PAFC), célula a combustível de carbonato fundido (MCFC), célula a combustível de óxido sólido (SOFC), célula a combustível alcalina (AFC), etc. Por exemplo, células a combustível de membrana de troca de prótons (PEMFC) dependem principalmente sobremembrana de troca de prótonsmeio de transferência de prótons, células de combustível alcalinas (AFC) usam eletrólito alcalino à base de água, como solução de hidróxido de potássio como meio de transferência de prótons, etc. células a combustível, as primeiras incluem principalmente células a combustível de óxido sólido (SOFC) e células a combustível de carbonato fundido (MCFC). As últimas incluem células a combustível de membrana de troca de prótons (PEMFC), células a combustível de metanol direto (DMFC), células a combustível alcalinas (AFC), células a combustível de ácido fosfórico (PAFC), etc.

Membrana de troca de prótonsas células de combustível (PEMFC) usam membranas de polímero ácido à base de água como eletrólitos. As células PEMFC devem operar sob gás hidrogênio puro devido às suas baixas temperaturas de operação (abaixo de 100°C) e ao uso de eletrodos de metais nobres (eletrodos à base de platina). Comparado com outras células de combustível, o PEMFC tem as vantagens de baixa temperatura operacional, rápida velocidade de inicialização, alta densidade de potência, eletrólito não corrosivo e longa vida útil. Assim, tornou-se a principal tecnologia atualmente aplicada a veículos com células de combustível, mas também parcialmente aplicada a dispositivos portáteis e estacionários. De acordo com a E4 Tech, as remessas de células de combustível PEMFC deverão atingir 44.100 unidades em 2019, representando 62% da participação global; A capacidade instalada estimada chega a 934,2 MW, representando 83% da proporção global.

As células de combustível usam reações eletroquímicas para converter a energia química do combustível (hidrogênio) no ânodo e do oxidante (oxigênio) no cátodo em eletricidade para acionar todo o veículo. Especificamente, os componentes principais das células de combustível incluem sistema de motor, fonte de alimentação auxiliar e motor; Entre eles, o sistema do motor inclui principalmente o motor composto por reator elétrico, sistema de armazenamento de hidrogênio do veículo, sistema de refrigeração e conversor de tensão DCDC. O reator é o componente mais crítico. É o lugar onde o hidrogênio e o oxigênio reagem. É composto por várias células únicas empilhadas juntas e os materiais principais incluem placa bipolar, eletrodo de membrana, placa final e assim por diante.