Uvod v vodikovo energijo in gorivne celice

Gorivne celice lahko razdelimo namembrana za izmenjavo protonov gorivne celice (PEMFC) in gorivne celice z neposrednim metanolom glede na lastnosti elektrolita in uporabljeno gorivo

(DMFC), gorivne celice s fosforno kislino (PAFC), gorivne celice iz staljenega karbonata (MCFC), gorivne celice s trdnimi oksidi (SOFC), alkalne gorivne celice (AFC) itd. namembrana za izmenjavo protonov medij za prenos protonov, alkalne gorivne celice (AFC) uporabljajo alkalni elektrolit na vodni osnovi, kot je raztopina kalijevega hidroksida, kot medij za prenos protonov itd. Poleg tega lahko gorivne celice glede na delovno temperaturo razdelimo na visokotemperaturne gorivne celice in nizkotemperaturne gorivne celice, prve vključujejo predvsem gorivne celice s trdnim oksidom (SOFC) in gorivne celice iz staljenega karbonata (MCFC), slednje vključujejo gorivne celice z membrano za izmenjavo protonov (PEMFC), gorivne celice z neposrednim metanolom (DMFC), alkalne gorivne celice (AFC), gorivne celice s fosforno kislino (PAFC) itd.

Membrana za izmenjavo protonov 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.

Gorivne celice uporabljajo elektrokemične reakcije za pretvorbo kemične energije iz goriva (vodika) na anodi in oksidanta (kisika) na katodi v električno energijo za pogon celotnega vozila. Natančneje, glavne komponente gorivnih celic vključujejo sistem motorja, pomožno napajanje in motor; Med njimi sistem motorja vključuje predvsem motor, sestavljen iz električnega reaktorja, sistema za shranjevanje vodika v vozilu, hladilnega sistema in pretvornika napetosti DCDC. Reaktor je najbolj kritična komponenta. To je kraj, kjer vodik in kisik reagirata. Sestavljen je iz več posameznih celic, zloženih skupaj, glavni materiali pa vključujejo bipolarno ploščo, membransko elektrodo, končno ploščo in tako naprej.