مقدمه ای بر انرژی هیدروژنی و پیل های سوختی

سلول های سوختی را می توان به دو دسته تقسیم کردغشای تبادل پروتون پیل های سوختی (PEMFC) و پیل های سوختی متانولی مستقیم با توجه به خواص الکترولیت و سوخت مورد استفاده

(DMFC)، پیل سوختی اسید فسفریک (PAFC)، پیل سوختی کربنات مذاب (MCFC)، پیل سوختی اکسید جامد (SOFC)، پیل سوختی قلیایی (AFC)، و غیره. به عنوان مثال، سلول های سوختی غشای تبادل پروتون (PEMFC) عمدتا متکی هستند. برغشای تبادل پروتون محیط پروتون انتقالی، پیل‌های سوختی قلیایی (AFC) از الکترولیت قلیایی مبتنی بر آب مانند محلول هیدروکسید پتاسیم به عنوان محیط انتقال پروتون و غیره استفاده می‌کنند. علاوه بر این، با توجه به دمای کار، سلول‌های سوختی را می‌توان به سلول‌های سوختی با دمای بالا و دمای پایین تقسیم کرد. سلول‌های سوختی، اولی عمدتاً شامل سلول‌های سوختی اکسید جامد (SOFC) و سلول‌های سوختی کربنات مذاب (MCFC) است، دومی شامل سلول‌های سوختی غشای تبادل پروتون (PEMFC)، پیل‌های سوختی متانول مستقیم (DMFC)، پیل‌های سوختی قلیایی (AFC) است. پیل های سوختی اسید فسفریک (PAFC) و غیره

غشای تبادل پروتون 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.

سلول های سوختی از واکنش های الکتروشیمیایی برای تبدیل انرژی شیمیایی از سوخت (هیدروژن) در آند و اکسیدان (اکسیژن) در کاتد به الکتریسیته برای به حرکت درآوردن کل وسیله نقلیه استفاده می کنند. به طور خاص، اجزای اصلی سلول های سوختی شامل سیستم موتور، منبع تغذیه کمکی و موتور است. در میان آنها، سیستم موتور عمدتاً شامل موتور متشکل از راکتور الکتریکی، سیستم ذخیره هیدروژن خودرو، سیستم خنک کننده و مبدل ولتاژ DCDC است. راکتور حیاتی ترین جزء است. محل واکنش هیدروژن و اکسیژن است. این از چندین سلول منفرد تشکیل شده است که روی هم چیده شده اند و مواد اصلی شامل صفحه دوقطبی، الکترود غشایی، صفحه انتهایی و غیره است.