Въведение във водородната енергия и горивните клетки

Горивните клетки могат да бъдат разделени напротонообменна мембрана горивни клетки (PEMFC) и горивни клетки с директен метанол според свойствата на електролита и използваното гориво

(DMFC), горивна клетка с фосфорна киселина (PAFC), горивна клетка с разтопен карбонат (MCFC), горивна клетка с твърд оксид (SOFC), алкална горивна клетка (AFC) и т.н. Например горивните клетки с мембрана за обмен на протон (PEMFC) разчитат главно Напротонообменна мембрана среда за трансфер на протони, алкалните горивни клетки (AFC) използват алкален електролит на водна основа като разтвор на калиев хидроксид като среда за трансфер на протони и т.н. Освен това, според работната температура, горивните клетки могат да бъдат разделени на високотемпературни горивни клетки и нискотемпературни горивни клетки, като първите включват горивни клетки с твърд оксид (SOFC) и горивни клетки с разтопен карбонат (MCFC). Последните включват горивни клетки с протонна обменна мембрана (PEMFC), горивни клетки с директен метанол (DMFC), алкални горивни клетки (AFC), горивни клетки с фосфорна киселина (PAFC) и др.

Протонообменна 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.

Горивните клетки използват електрохимични реакции за преобразуване на химическа енергия от гориво (водород) на анода и окислител (кислород) на катода в електричество за задвижване на цялото превозно средство. По-конкретно, основните компоненти на горивните клетки включват двигателна система, спомагателно захранване и двигател; Сред тях системата на двигателя включва главно двигателя, съставен от електрически реактор, система за съхранение на водород в превозното средство, охладителна система и преобразувател на напрежение DCDC. Реакторът е най-критичният компонент. Това е мястото, където водородът и кислородът реагират. Състои се от множество единични клетки, подредени заедно, и основните материали включват биполярна плоча, мембранен електрод, крайна плоча и т.н.