Le celle a combustibile possono essere suddivise inmembrana di scambio protonicocelle a combustibile (PEMFC) e celle a combustibile a metanolo diretto in base alle proprietà dell'elettrolita e al combustibile utilizzato
(DMFC), cella a combustibile ad acido fosforico (PAFC), cella a combustibile a carbonato fuso (MCFC), cella a combustibile a ossido solido (SOFC), cella a combustibile alcalina (AFC), ecc. Ad esempio, le celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC) si basano principalmente sumembrana di scambio protonicomezzo di trasferimento protonico, le celle a combustibile alcaline (AFC) utilizzano un elettrolita alcalino a base d'acqua come la soluzione di idrossido di potassio come mezzo di trasferimento protonico, ecc. Inoltre, in base alla temperatura di esercizio, le celle a combustibile possono essere suddivise in celle a combustibile ad alta temperatura e celle a combustibile a bassa temperatura; le prime includono principalmente celle a combustibile a ossido solido (SOFC) e celle a combustibile a carbonato fuso (MCFC), le seconde includono celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC), celle a combustibile a metanolo diretto (DMFC), celle a combustibile alcaline (AFC), celle a combustibile ad acido fosforico (PAFC), ecc.
membrana di scambio protonicoLe celle a combustibile PEMFC (PEMFC) utilizzano membrane polimeriche acide a base d'acqua come elettroliti. Le celle PEMFC devono funzionare in atmosfera di idrogeno puro a causa delle basse temperature di esercizio (inferiori a 100 °C) e dell'utilizzo di elettrodi in metalli nobili (elettrodi a base di platino). Rispetto ad altre celle a combustibile, le PEMFC presentano i vantaggi di una bassa temperatura di esercizio, una rapida velocità di avviamento, un'elevata densità di potenza, un elettrolita non corrosivo e una lunga durata. Pertanto, sono diventate la tecnologia principale attualmente applicata ai veicoli a celle a combustibile, ma anche parzialmente a dispositivi portatili e stazionari. Secondo E4 Tech, si prevede che le spedizioni di celle a combustibile PEMFC raggiungeranno le 44.100 unità nel 2019, pari al 62% della quota globale; la capacità installata stimata raggiungerà i 934,2 MW, pari all'83% della quota globale.
Le celle a combustibile utilizzano reazioni elettrochimiche per convertire l'energia chimica del combustibile (idrogeno) all'anodo e dell'ossidante (ossigeno) al catodo in elettricità per alimentare l'intero veicolo. Nello specifico, i componenti principali delle celle a combustibile includono il sistema motore, l'alimentazione ausiliaria e il motore elettrico. Tra questi, il sistema motore comprende principalmente il motore stesso, composto da un reattore elettrico, un sistema di stoccaggio dell'idrogeno, un sistema di raffreddamento e un convertitore di tensione DC-DC. Il reattore è il componente più critico. È il luogo in cui l'idrogeno e l'ossigeno reagiscono. È composto da più celle singole impilate una sull'altra e i materiali principali includono la piastra bipolare, l'elettrodo a membrana, la piastra terminale e così via.
Data di pubblicazione: 23 agosto 2022