Brennstoffzellen lassen sich unterteilen inProtonenaustauschmembranBrennstoffzellen (PEMFC) und Direktmethanol-Brennstoffzellen je nach Elektrolyteigenschaften und verwendetem Brennstoff
(DMFC), Phosphorsäure-Brennstoffzelle (PAFC), Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC), Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC), alkalische Brennstoffzelle (AFC) usw. Beispielsweise basieren Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) hauptsächlich aufProtonenaustauschmembranAls Protonenübertragungsmedium verwenden alkalische Brennstoffzellen (AFC) alkalische Elektrolyte auf Wasserbasis, beispielsweise Kaliumhydroxidlösung, als Protonenübertragungsmedium usw. Darüber hinaus können Brennstoffzellen je nach Arbeitstemperatur in Hochtemperaturbrennstoffzellen und Niedertemperaturbrennstoffzellen unterteilt werden. Zu ersteren zählen hauptsächlich Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) und Schmelzkarbonatbrennstoffzellen (MCFC), zu letzteren zählen Protonenaustauschmembranbrennstoffzellen (PEMFC), Direktmethanolbrennstoffzellen (DMFC), alkalische Brennstoffzellen (AFC), Phosphorsäurebrennstoffzellen (PAFC) usw.
ProtonenaustauschmembranBrennstoffzellen (PEMFC) verwenden wasserbasierte saure Polymermembranen als Elektrolyt. Aufgrund ihrer niedrigen Betriebstemperaturen (unter 100 °C) und der Verwendung von Edelmetallelektroden (Platin-basierte Elektroden) müssen PEMFC-Zellen mit reinem Wasserstoffgas betrieben werden. Im Vergleich zu anderen Brennstoffzellen bietet die PEMFC die Vorteile einer niedrigen Betriebstemperatur, einer schnellen Startgeschwindigkeit, einer hohen Leistungsdichte, eines korrosionsbeständigen Elektrolyten und einer langen Lebensdauer. Daher hat sie sich zur gängigen Technologie entwickelt und wird derzeit in Brennstoffzellenfahrzeugen, teilweise aber auch in tragbaren und stationären Geräten eingesetzt. Laut E4 Tech werden im Jahr 2019 voraussichtlich 44.100 PEMFC-Brennstoffzellen ausgeliefert, was 62 % des weltweiten Marktanteils entspricht. Die geschätzte installierte Leistung beträgt 934,2 MW, was 83 % des weltweiten Marktanteils entspricht.
Brennstoffzellen nutzen elektrochemische Reaktionen, um die chemische Energie des Brennstoffs (Wasserstoff) an der Anode und des Oxidationsmittels (Sauerstoff) an der Kathode in Strom umzuwandeln und so das gesamte Fahrzeug anzutreiben. Zu den Kernkomponenten von Brennstoffzellen gehören insbesondere das Motorsystem, die Hilfsstromversorgung und der Motor. Das Motorsystem umfasst hauptsächlich den Motor, bestehend aus einem elektrischen Reaktor, dem Wasserstoffspeichersystem des Fahrzeugs, dem Kühlsystem und dem DC/DC-Spannungswandler. Der Reaktor ist die wichtigste Komponente. Hier reagieren Wasserstoff und Sauerstoff. Er besteht aus mehreren übereinander gestapelten Einzelzellen. Zu den Hauptmaterialien zählen Bipolarplatte, Membranelektrode, Endplatte usw.
Veröffentlichungszeit: 23. August 2022