Koti > Uutiset > Teollisuuden uutisia

Polttokennojen protoninvaihtokalvot

2022-08-26

1.1 yleiskatsaus

Energiapulan ongelmasta on tulossa yhä vakavampi maailmanlaajuisesti.Perinteinen fossiilinen polttoaine ei ole uusiutuva, ja prosessin käyttö aiheutti vakavaa ympäristön saastumista.Suurin osa energian muuntamisesta saadaan kuitenkin aikaan lämpömoottoriprosessilla, joka on tehoton.Viimeisten 30 vuoden aikana fossiilisten polttoaineiden käyttö on vähentynyt ja puhtaan energian kysyntä lisääntynyt.2000-luvun ihmisten edessä on vakava tehtävä etsiä ympäristöystävällistä uusiutuvaa energiaa.Tästä syystä edellä mainittujen perinteisen energian aiheuttamien ongelmien vuoksi energian muunnostehokkuuden parantamista ja puhtaan uuden energian etsimistä koskeva tutkimus on ollut yhä laajempaa.

Polttokenno on uudenlainen energiateknologia, joka muuntaa polttoaineen kemiallisen energian suoraan sähköksi sähkökemiallisen reaktion kautta.Lisäksi maantieteelliset ja maantieteelliset olosuhteet eivät rajoita sitä.Viime vuosina polttokennoja on kehitetty nopeasti ja niitä on sovellettu eri aloilla.

1.2 Polttokennot

Carnot-sykli ei rajoita polttokennoja, ja niillä on korkea teoreettinen energian muunnosnopeus (80 % hyötysuhde alle 200°C). Käytännössä hyötysuhde on kaksi-kolme kertaa tavallisiin polttomoottoreihin verrattuna. Polttoaineena käytetään vetyä, metanolia, hiilivetyjä ja muita vetypitoisia aineita, mikä on ympäristöystävällistä.Siksi polttokennoilla on laajat sovellusmahdollisuudet.Seuraavat kolme näkökohtaa polttokennojen koostumuksesta, luokittelusta ja ominaisuuksista esitellään erityisesti:

1.2.1 Polttokennojen koostumus

Polttokenno on pohjimmiltaan käänteinen laite veden elektrolyysille.Polttokennossa vety ja happi reagoivat kemiallisesti muodostaen vettä ja vapauttaen sähköä.Polttokennon perusrakenne koostuu anodista, katodista ja elektrolyytistä.Yleensä anodi ja katodi sisältävät tietyn määrän katalyyttiä kiihdyttämään sähkökemiallista reaktiota elektrodilla.Kahden navan välissä on elektrolyyttejä, jotka voidaan jakaa viiteen tyyppiin: emäksinen, fosfaatti, kiinteä oksidi, sula karbonaatti ja protoninvaihtokalvo.Otetaan esimerkkinä H/O-polttokenno (Kuva 1-1): H tulee polttokennon anodiosaan ja anodin platinakerros muuttaa vedyn protoneiksi ja elektroneiksi.Välielektrolyytti päästää vain protonit kulkemaan polttokennon katodiosaan.Elektronit virtaavat ulkopiirin läpi katodille muodostaen virran.Happi menee polttokennon katodiin ja yhdistyy protonien ja elektronien kanssa muodostaen vettä.


We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept