Introducere în energia hidrogenului și pilele de combustibil

Pilele de combustibil pot fi împărțite înmembrana schimbătoare de protonipile de combustie (PEMFC) și pile de combustie cu metanol direct în funcție de proprietățile electrolitului și combustibilul utilizat

(DMFC), celula de combustibil cu acid fosforic (PAFC), celula de combustibil cu carbonat topit (MCFC), celula de combustibil cu oxid solid (SOFC), celula de combustibil alcalină (AFC), etc. De exemplu, celulele de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni (PEMFC) se bazează în principal pemembrana schimbătoare de protonimediu de transfer de protoni, celulele de combustie alcaline (AFC) folosesc electrolit alcalin pe bază de apă, cum ar fi soluția de hidroxid de potasiu, ca mediu de transfer de protoni, etc. În plus, în funcție de temperatura de lucru, pilele de combustibil pot fi împărțite în celule de combustibil cu temperatură înaltă și temperatură joasă pile de combustibil, prima include în principal pile de combustibil cu oxid solid (SOFC) și celule de combustibil cu carbonat topit (MCFC). Cele din urmă includ celule de combustibil cu membrană schimbătoare de protoni (PEMFC), pile de combustibil cu metanol (DMFC), pile de combustibil alcaline (AFC), pile de combustibil cu acid fosforic (PAFC), etc.

Membrană schimbătoare de protonicelulele de combustie (PEMFC) folosesc ca electroliți membrane polimerice acide pe bază de apă. Celulele PEMFC trebuie să funcționeze sub hidrogen pur datorită temperaturilor scăzute de funcționare (sub 100 ° C) și utilizării electrozilor de metal nobil (electrozi pe bază de platină). În comparație cu alte celule de combustibil, PEMFC are avantajele unei temperaturi scăzute de funcționare, viteze rapide de pornire, densitate mare de putere, electrolit non-coroziv și durată lungă de viață. Astfel, a devenit tehnologia mainstream aplicată în prezent vehiculelor cu celule de combustie, dar și parțial aplicată dispozitivelor portabile și staționare. Potrivit E4 Tech, livrările de celule de combustibil PEMFC sunt de așteptat să atingă 44.100 de unități în 2019, reprezentând 62% din cota globală; Capacitatea instalată estimată ajunge la 934,2 MW, reprezentând 83% din proporția globală.

Pilele de combustie folosesc reacții electrochimice pentru a converti energia chimică din combustibil (hidrogen) la anod și oxidant (oxigen) la catod în energie electrică pentru a conduce întregul vehicul. În mod specific, componentele de bază ale celulelor de combustibil includ sistemul motor, sursa auxiliară de alimentare și motorul; Printre acestea, sistemul motor include în principal motorul compus din reactor electric, sistem de stocare a hidrogenului vehiculului, sistem de răcire și convertor de tensiune DCDC. Reactorul este componenta cea mai critică. Este locul unde hidrogenul și oxigenul reacționează. Este compus din mai multe celule unice stivuite împreună, iar materialele principale includ placa bipolară, electrodul cu membrană, placa de capăt și așa mai departe.