Introduzione all'energia dell'idrogeno e alle celle a combustibile

Le celle a combustibile possono essere suddivise inmembrana a scambio protonico celle a combustibile (PEMFC) e celle a combustibile a metanolo diretto in base alle proprietà dell'elettrolita e al combustibile utilizzato

(DMFC), celle a combustibile ad acido fosforico (PAFC), celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC), celle a combustibile a ossidi solidi (SOFC), celle a combustibile alcaline (AFC), ecc. Ad esempio, le celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC) si basano principalmente Sumembrana a scambio protonico trasferimento del mezzo protonico, le celle a combustibile alcaline (AFC) utilizzano un elettrolita alcalino a base acquosa come la soluzione di idrossido di potassio come mezzo di trasferimento protonico, ecc. Inoltre, in base alla temperatura di lavoro, le celle a combustibile possono essere suddivise in celle a combustibile ad alta temperatura e bassa temperatura celle a combustibile, la prima comprende principalmente celle a combustibile a ossidi solidi (SOFC) e celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC), le seconde includono celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC), celle a combustibile a metanolo diretto (DMFC), celle a combustibile alcaline (AFC), celle a combustibile ad acido fosforico (PAFC), ecc.

Membrana a scambio protonico 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.

Le celle a combustibile utilizzano reazioni elettrochimiche per convertire l'energia chimica dal carburante (idrogeno) all'anodo e dall'ossidante (ossigeno) al catodo in elettricità per far funzionare l'intero veicolo. In particolare, i componenti principali delle celle a combustibile includono il sistema motore, l'alimentazione ausiliaria e il motore; Tra questi, il sistema motore comprende principalmente il motore composto da reattore elettrico, sistema di stoccaggio dell'idrogeno del veicolo, sistema di raffreddamento e convertitore di tensione DCDC. Il reattore è il componente più critico. È il luogo in cui l'idrogeno e l'ossigeno reagiscono. È composto da più celle singole impilate insieme e i materiali principali includono piastra bipolare, elettrodo a membrana, piastra terminale e così via.