Введение в водородную энергетику и топливные элементы

Топливные элементы можно разделить напротонообменная мембрана топливные элементы (PEMFC) и метанольные топливные элементы прямого действия в зависимости от свойств электролита и используемого топлива

(DMFC), топливный элемент с фосфорной кислотой (PAFC), топливный элемент с расплавленным карбонатом (MCFC), топливный элемент с твердым оксидом (SOFC), щелочной топливный элемент (AFC) и т. д. Например, топливные элементы с протонообменной мембраной (PEMFC) в основном полагаются напротонообменная мембрана среда переноса протонов, щелочные топливные элементы (AFC) используют щелочной электролит на водной основе, такой как раствор гидроксида калия, в качестве среды переноса протонов и т. д. Кроме того, в зависимости от рабочей температуры топливные элементы можно разделить на высокотемпературные топливные элементы и низкотемпературные топливные элементы. топливные элементы, первые в основном включают твердооксидные топливные элементы (SOFC) и топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC), последние включают топливные элементы с протонообменной мембраной (PEMFC), топливные элементы с прямым метанолом (DMFC), щелочные топливные элементы (AFC), топливные элементы на основе фосфорной кислоты (PAFC) и др.

Протонообменная мембрана 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.

Топливные элементы используют электрохимические реакции для преобразования химической энергии топлива (водорода) на аноде и окислителя (кислорода) на катоде в электричество для привода всего транспортного средства. В частности, основные компоненты топливных элементов включают систему двигателя, вспомогательный источник питания и двигатель; Среди них система двигателя в основном включает двигатель, состоящий из электрического реактора, системы хранения водорода транспортного средства, системы охлаждения и преобразователя напряжения постоянного тока. Реактор является наиболее важным компонентом. Это место, где водород и кислород реагируют. Он состоит из нескольких одиночных ячеек, сложенных вместе, а основные материалы включают биполярную пластину, мембранный электрод, торцевую пластину и так далее.