Introdução à energia do hidrogênio e células de combustível

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

(DMFC), célula de combustível de ácido fosfórico (PAFC), célula de combustível de carbonato fundido (MCFC), célula de combustível de óxido sólido (SOFC), célula de combustível alcalina (AFC), etc. Por exemplo, células de combustível de membrana de troca de prótons (PEMFC) dependem principalmente sobremembrana de troca de prótons meio de transferência de prótons, células de combustível alcalinas (AFC) usam eletrólito à base de água alcalina, como solução de hidróxido de potássio como meio de transferência de prótons, etc. Além disso, de acordo com a temperatura de trabalho, as células de combustível podem ser divididas em células de combustível de alta temperatura e células de baixa temperatura células de combustível, o primeiro inclui principalmente células de combustível de óxido sólido (SOFC) e células de combustível de carbonato fundido (MCFC), as últimas incluem células de combustível de membrana de troca de prótons (PEMFC), células de combustível de metanol direto (DMFC), células de combustível alcalinas (AFC), células de combustível de ácido fosfórico (PAFC), etc.

Membrana de troca de prótons 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.

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 principais componentes 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 de 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 de múltiplas células individuais empilhadas juntas, e os principais materiais incluem placa bipolar, eletrodo de membrana, placa final e assim por diante.