Johdatus vetyenergiaan ja polttokennoihin

Polttokennot voidaan jakaaprotoninvaihtokalvo polttokennot (PEMFC) ja suorat metanolipolttokennot elektrolyytin ominaisuuksien ja käytetyn polttoaineen mukaan

(DMFC), fosforihappopolttokenno (PAFC), sulatettu karbonaattipolttokenno (MCFC), kiinteäoksidipolttokenno (SOFC), alkalinen polttokenno (AFC) jne. Esimerkiksi protoninvaihtokalvopolttokennot (PEMFC) ovat pääasiassa riippuvaisia päälläprotoninvaihtokalvo siirtoprotoniväliaine, alkaliset polttokennot (AFC) käyttävät emäksistä vesipohjaista elektrolyyttiä, kuten kaliumhydroksidiliuosta, protoninsiirtoväliaineena jne. Lisäksi polttokennot voidaan jakaa käyttölämpötilan mukaan korkean lämpötilan polttokennoihin ja matalan lämpötilan polttokennoihin polttokennot, joista ensimmäinen sisältää pääasiassa kiinteäoksidipolttokennot (SOFC) ja sulat karbonaattipolttokennot (MCFC), jälkimmäiset sisältävät protoninvaihtokalvopolttokennot (PEMFC), suorat metanolipolttokennot (DMFC), alkaliset polttokennot (AFC), fosforihappopolttokennot (PAFC) jne.

Protoninvaihtokalvo 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.

Polttokennot käyttävät sähkökemiallisia reaktioita kemiallisen energian muuntamiseksi polttoaineesta (vedystä) anodilla ja hapettimesta (hapesta) katodilla sähköksi koko ajoneuvon ajamiseksi. Erityisesti polttokennojen ydinkomponentteja ovat moottorijärjestelmä, apuvirtalähde ja moottori; Niistä moottorijärjestelmään kuuluu pääasiassa moottori, joka koostuu sähköreaktorista, ajoneuvon vetyvarastojärjestelmästä, jäähdytysjärjestelmästä ja DCDC-jännitemuuntimesta. Reaktori on kriittisin komponentti. Se on paikka, jossa vety ja happi reagoivat. Se koostuu useista yksittäisistä kennoista, jotka on pinottu yhteen, ja päämateriaaleja ovat bipolaarinen levy, kalvoelektrodi, päätylevy ja niin edelleen.