შესავალი წყალბადის ენერგიასა და საწვავის უჯრედებში

საწვავის უჯრედები შეიძლება დაიყოსპროტონგაცვლის მემბრანასაწვავის უჯრედები (PEMFC) და პირდაპირი მეთანოლის საწვავის უჯრედები ელექტროლიტის თვისებებისა და გამოყენებული საწვავის მიხედვით

(DMFC), ფოსფორმჟავას საწვავის უჯრედი (PAFC), გამდნარი კარბონატის საწვავის უჯრედი (MCFC), მყარი ოქსიდის საწვავის უჯრედი (SOFC), ტუტე საწვავის უჯრედი (AFC) და ა.შ. მაგალითად, პროტონგაცვლის მემბრანული საწვავის უჯრედები (PEMFC) ძირითადად ეყრდნობაპროტონგაცვლის მემბრანაპროტონული გადაცემის საშუალება, ტუტე საწვავის უჯრედები (AFC) იყენებენ ტუტე წყალზე დაფუძნებულ ელექტროლიტს, როგორიცაა კალიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი, როგორც პროტონული გადაცემის საშუალება და ა.შ. გარდა ამისა, სამუშაო ტემპერატურის მიხედვით, საწვავის უჯრედები შეიძლება დაიყოს მაღალი ტემპერატურის საწვავის უჯრედებად და დაბალი ტემპერატურის საწვავის უჯრედებად, პირველი ძირითადად მოიცავს მყარი ოქსიდის საწვავის უჯრედებს (SOFC) და გამდნარი კარბონატის საწვავის უჯრედებს (MCFC). ეს უკანასკნელი მოიცავს პროტონული გაცვლის მემბრანულ საწვავის უჯრედებს (PEMFC), პირდაპირი მეთანოლის საწვავის უჯრედებს (DMFC), ტუტე საწვავის უჯრედებს (AFC), ფოსფორმჟავას საწვავის უჯრედებს (PAFC) და ა.შ.

პროტონგაცვლის მემბრანასაწვავის უჯრედები (PEMFC) ელექტროლიტებად იყენებენ წყალზე დაფუძნებულ მჟავე პოლიმერულ მემბრანებს. PEMFC უჯრედები უნდა მუშაობდნენ სუფთა წყალბადის გაზზე მათი დაბალი სამუშაო ტემპერატურის (100°C-ზე ნაკლები) და კეთილშობილი ლითონის ელექტროდების (პლატინის ელექტროდები) გამოყენების გამო. სხვა საწვავის უჯრედებთან შედარებით, PEMFC-ს აქვს დაბალი სამუშაო ტემპერატურის, სწრაფი გაშვების სიჩქარის, მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივის, არაკოროზიული ელექტროლიტის და ხანგრძლივი მომსახურების ხანგრძლივობის უპირატესობები. ამრიგად, ის გახდა ძირითადი ტექნოლოგია, რომელიც ამჟამად გამოიყენება საწვავის უჯრედებზე მომუშავე სატრანსპორტო საშუალებებში, მაგრამ ასევე ნაწილობრივ გამოიყენება პორტატულ და სტაციონალურ მოწყობილობებში. E4 Tech-ის თანახმად, PEMFC საწვავის უჯრედების გადაზიდვები, სავარაუდოდ, 2019 წელს 44,100 ერთეულს მიაღწევს, რაც გლობალური წილის 62%-ს შეადგენს; სავარაუდო დამონტაჟებული სიმძლავრე 934.2 მეგავატს აღწევს, რაც გლობალური წილის 83%-ს შეადგენს.

საწვავის უჯრედები ელექტროქიმიურ რეაქციებს იყენებენ ანოდზე არსებული საწვავის (წყალბადის) და კათოდზე არსებული ოქსიდანტის (ჟანგბადის) ქიმიური ენერგიის ელექტროენერგიად გარდასაქმნელად, რაც მთელი სატრანსპორტო საშუალების მოძრაობას უზრუნველყოფს. კერძოდ, საწვავის უჯრედების ძირითადი კომპონენტებია ძრავის სისტემა, დამხმარე კვების წყარო და ძრავა; მათ შორის, ძრავის სისტემა ძირითადად მოიცავს ელექტრო რეაქტორს, სატრანსპორტო საშუალების წყალბადის შენახვის სისტემას, გაგრილების სისტემას და DCDC ძაბვის გადამყვანს. რეაქტორი ყველაზე კრიტიკული კომპონენტია. ეს არის ადგილი, სადაც წყალბადი და ჟანგბადი რეაგირებენ. იგი შედგება ერთად დაწყობილი რამდენიმე ცალკეული უჯრედისგან, ხოლო ძირითადი მასალებია ბიპოლარული ფირფიტა, მემბრანული ელექტროდი, ბოლო ფირფიტა და ა.შ.