Introducción a la energía del hidrógeno y las pilas de combustible

Las pilas de combustible se pueden dividir enmembrana de intercambio de protones pilas de combustible (PEMFC) y pilas de combustible de metanol directo según las propiedades del electrolito y el combustible utilizado

(DMFC), celda de combustible de ácido fosfórico (PAFC), celda de combustible de carbonato fundido (MCFC), celda de combustible de óxido sólido (SOFC), celda de combustible alcalina (AFC), etc. Por ejemplo, las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) dependen principalmente sobremembrana de intercambio de protones medio de transferencia de protones, las pilas de combustible alcalinas (AFC) utilizan electrolitos alcalinos a base de agua, como una solución de hidróxido de potasio como medio de transferencia de protones, etc. Además, según la temperatura de trabajo, las pilas de combustible se pueden dividir en pilas de combustible de alta temperatura y pilas de combustible de baja temperatura. celdas de combustible, la primera incluye principalmente celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) y celdas de combustible de carbonato fundido (MCFC), las últimas incluyen celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC), celdas de combustible de metanol directo (DMFC), celdas de combustible alcalino (AFC), pilas de combustible de ácido fosfórico (PAFC), etc.

Membrana de intercambio de protones 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.

Las celdas de combustible usan reacciones electroquímicas para convertir la energía química del combustible (hidrógeno) en el ánodo y el oxidante (oxígeno) en el cátodo en electricidad para impulsar todo el vehículo. Específicamente, los componentes centrales de las celdas de combustible incluyen el sistema del motor, la fuente de alimentación auxiliar y el motor; Entre ellos, el sistema del motor incluye principalmente el motor compuesto por reactor eléctrico, sistema de almacenamiento de hidrógeno del vehículo, sistema de enfriamiento y convertidor de voltaje DCDC. El reactor es el componente más crítico. Es el lugar donde reaccionan el hidrógeno y el oxígeno. Se compone de múltiples celdas individuales apiladas juntas, y los materiales principales incluyen placa bipolar, electrodo de membrana, placa final, etc.