Преимущества и недостатки шести топливных элементов

Кроме шести топливных элементов PEMFC, AFC, PAFC, MCFC, SOFC и DMFC, существуют микробные топливные элементы и регенеративные топливные элементы. Микробные топливные элементы - это, по сути, системы, которые собирают электроны, образующиеся в процессе метаболизма микробов, и направляют электроны для производства электричества. Теоретически микробные топливные элементы являются наиболее эффективным средством преобразования химической энергии в электрическую, и максимальная эффективность, вероятно, будет близка к 100%. В настоящее время исследователи добились большого прогресса в разработке и усовершенствовании конструкции микробных топливных элементов, но все еще существует много трудностей в реализации преобразования технологии из лабораторных в промышленное применение. Регенеративный топливный элемент состоит из электролитического элемента и топливного элемента. Если смотреть на солнце, солнечная энергия используется для выработки электричества и электролиза воды для производства водорода и кислорода для хранения. Когда солнце отворачивается, топливный элемент используется для выработки электричества и воды, которую можно повторно использовать и поддерживать постоянный запас энергии. Регенеративные топливные элементы обладают высокой удельной энергией и удельной мощностью, при этом не используется саморазряд и нет ограничений на глубину разряда и емкость аккумулятора. Развитые страны, такие как Соединенные Штаты, придают большое значение исследованиям и разработкам технологии регенеративных топливных элементов и применяют технологию регенеративных топливных элементов в аэрокосмической области и рассматривают технологию регенеративных топливных элементов как одно из важных направлений развития «космических возобновляемых источников энергии». энергетические технологии »в будущем, но все еще существуют проблемы, такие как стоимость и дальнейшее повышение стабильности использования солнечной энергии.

Сравнение основных характеристик шести топливных элементов

Топливные элементы - одна из самых важных технологий для разработки электромобилей на топливных элементах. В основе системы автомобильных топливных элементов лежит батарея топливных элементов. О тенденции развития технологии батарей топливных элементов можно судить по четырем факторам: долговечность, низкотемпературная начальная температура, полезная выходная удельная мощность и стоимость производства. Основные горячие точки исследований систем топливных элементов включают: использование легких материалов, оптимизацию конструкции, повышение удельной мощности системы топливных элементов, улучшение возможности быстрого холодного пуска и характеристик динамического отклика системы топливных элементов с протонообменной мембраной, а также изучение обработка топлива с возможностью следования за нагрузкой. Оптимизируйте конструкцию батареи или суперконденсатора и накопителя водорода, улучшите эффективность и пиковую способность системы, а также восстановите энергию торможения.

Исследования батареек топливных элементов в настоящее время направлены на повышение производительности, эффективности и долговечности. Программа США Freedom CAR требует, чтобы срок службы батареи топливных элементов превышал 5000 часов, можно было запускать при -30 ° C, 30 секунд от запуска до выхода 50% номинальной мощности, полезная выходная удельная мощность составляла 2,5 кВт / л, стоимость производства меньше чем 30 долларов США / кВт. Снижение затрат также является целью исследований батарей топливных элементов. Эффективными средствами контроля затрат являются снижение затрат на материалы для электрокатализаторов, электролитных мембран, биполярных пластин и т. Д., А также снижение производственных затрат на изготовление мембранных электродов, обработку биполярных пластин и сборку системы. Но как найти баланс между ценой на материалы и производительностью системы, требует постоянных исследований. Если взять в качестве примера электрокатализатор, неплатиновая каталитическая система потенциально может снизить стоимость, но ее характеристики далеко не соответствуют требованиям системы топливных элементов транспортного средства. Исследователи упорно работали , чтобы уменьшить количество платины , используемое, но даже при высоких нагрузках в мембране электроде, такие как Pt загрузка 1мг / см ², его производительность не может удовлетворить спрос на мощность транспортного средства. Исследования катализаторов должны быть сосредоточены на том, как более эффективно использовать активные ингредиенты электрокатализатора, чтобы поддерживать активный ингредиент в высокоактивном состоянии в течение длительного времени и продлевать срок службы катализатора.

Страница содержит содержимое машинного перевода.