Τα στοιχεία καυσίμου μπορούν να χωριστούν σεμεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίωνκυψέλες καυσίμου (PEMFC) και κυψέλες καυσίμου άμεσης μεθανόλης ανάλογα με τις ιδιότητες του ηλεκτρολύτη και το καύσιμο που χρησιμοποιείται
(DMFC), κυψέλη καυσίμου φωσφορικού οξέος (PAFC), κυψέλη καυσίμου τηγμένου ανθρακικού άλατος (MCFC), κυψέλη καυσίμου στερεού οξειδίου (SOFC), αλκαλική κυψέλη καυσίμου (AFC), κ.λπ. Για παράδειγμα, οι κυψέλες καυσίμου μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (PEMFC) βασίζονται κυρίως σεμεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίωνΤα αλκαλικά στοιχεία καυσίμου (AFC) χρησιμοποιούν αλκαλικό ηλεκτρολύτη με βάση το νερό, όπως διάλυμα υδροξειδίου του καλίου, ως μέσο μεταφοράς πρωτονίων κ.λπ. Επιπλέον, ανάλογα με τη θερμοκρασία λειτουργίας, τα στοιχεία καυσίμου μπορούν να χωριστούν σε στοιχεία καυσίμου υψηλής θερμοκρασίας και σε στοιχεία καυσίμου χαμηλής θερμοκρασίας. Τα πρώτα περιλαμβάνουν κυρίως στοιχεία καυσίμου στερεού οξειδίου (SOFC) και στοιχεία καυσίμου τηγμένου ανθρακικού άλατος (MCFC). Τα δεύτερα περιλαμβάνουν στοιχεία καυσίμου μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (PEMFC), στοιχεία καυσίμου άμεσης μεθανόλης (DMFC), αλκαλικά στοιχεία καυσίμου (AFC), στοιχεία καυσίμου φωσφορικού οξέος (PAFC) κ.λπ.
Μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίωνΤα στοιχεία καυσίμου (PEMFC) χρησιμοποιούν μεμβράνες όξινου πολυμερούς με βάση το νερό ως ηλεκτρολύτες. Τα στοιχεία PEMFC πρέπει να λειτουργούν υπό καθαρό αέριο υδρογόνο λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών λειτουργίας τους (κάτω των 100 °C) και της χρήσης ηλεκτροδίων ευγενών μετάλλων (ηλεκτρόδια με βάση την πλατίνα). Σε σύγκριση με άλλα στοιχεία καυσίμου, τα PEMFC έχουν τα πλεονεκτήματα της χαμηλής θερμοκρασίας λειτουργίας, της γρήγορης ταχύτητας εκκίνησης, της υψηλής πυκνότητας ισχύος, του μη διαβρωτικού ηλεκτρολύτη και της μεγάλης διάρκειας ζωής. Έτσι, έχουν γίνει η κύρια τεχνολογία που εφαρμόζεται σήμερα σε οχήματα κυψελών καυσίμου, αλλά εφαρμόζονται επίσης εν μέρει σε φορητές και σταθερές συσκευές. Σύμφωνα με την E4 Tech, οι αποστολές κυψελών καυσίμου PEMFC αναμένεται να φτάσουν τις 44.100 μονάδες το 2019, αντιπροσωπεύοντας το 62% του παγκόσμιου μεριδίου. Η εκτιμώμενη εγκατεστημένη ισχύς φτάνει τα 934,2 MW, αντιπροσωπεύοντας το 83% του παγκόσμιου ποσοστού.
Τα στοιχεία καυσίμου χρησιμοποιούν ηλεκτροχημικές αντιδράσεις για να μετατρέψουν τη χημική ενέργεια από το καύσιμο (υδρογόνο) στην άνοδο και το οξειδωτικό (οξυγόνο) στην κάθοδο σε ηλεκτρική ενέργεια για την κίνηση ολόκληρου του οχήματος. Συγκεκριμένα, τα βασικά εξαρτήματα των στοιχείων καυσίμου περιλαμβάνουν το σύστημα κινητήρα, την βοηθητική παροχή ρεύματος και τον κινητήρα. Μεταξύ αυτών, το σύστημα κινητήρα περιλαμβάνει κυρίως τον κινητήρα που αποτελείται από έναν ηλεκτρικό αντιδραστήρα, ένα σύστημα αποθήκευσης υδρογόνου οχήματος, ένα σύστημα ψύξης και έναν μετατροπέα τάσης DCDC. Ο αντιδραστήρας είναι το πιο κρίσιμο εξάρτημα. Είναι το σημείο όπου αντιδρούν το υδρογόνο και το οξυγόνο. Αποτελείται από πολλαπλά μεμονωμένα στοιχεία στοιβαγμένα μεταξύ τους και τα κύρια υλικά περιλαμβάνουν διπολική πλάκα, ηλεκτρόδιο μεμβράνης, τελική πλάκα και ούτω καθεξής.
Ώρα δημοσίευσης: 23 Αυγούστου 2022