Pila de combustible

La pila de combustible és un dispositiu electroquímic que converteix contínuament l'energia química d'un combustible en energia elèctrica mitjançant un agent oxidant.

Té les següents característiques:

• alta eficiència de la bateria, perquè no està limitada pel cicle de Carnot, la seva eficiència de la bateria és de 2 a 3 vegades més gran que la de la combustió fòssil i 10 vegades la de les bateries de liti;
• La reacció és estable i lliure de contaminació, i els productes generats no provocaran contaminació de l'aire;
• El factor de seguretat és relativament alt i l'hidrogen té bones característiques de difusió, de manera que la velocitat de fuita és ràpida en cas d'accident i és difícil assolir la concentració d'explosió;
• El camp d'aplicació és ampli i la font d'hidrogen és rica i diversa.

Segons la diferent temperatura de funcionament de la bateria, les piles de combustible es divideixen en piles de combustible de membrana d'intercanvi de protons (PEMFC), piles de combustible alcalines (AFC), piles de combustible de fosfat (PAFC), piles de combustible de carbonat fos (MCFC) i combustible d'òxid sòlid. cèl·lules (SOFC). Les característiques de funcionament de diverses bateries es mostren a la taula següent.

Taula: Característiques de funcionament de diverses bateries

Entre les piles de combustible anteriors, l'AFC ha desenvolupat la més ràpida i s'ha utilitzat en el camp de les bateries d'energia d'aviació. MCFC ha completat l'etapa de prova industrial; SOFC va començar tard, però és el desenvolupament més prometedor en el camp de la generació d'energia. El desenvolupament de PEMFC ha estat relativament madur, actualment s'utilitza com a font d'alimentació per a cotxes i dispositiu de generació d'energia petita, amb els següents avantatges: alta eficiència de conversió d'energia, fins al 40% ~ 50%; La membrana d'intercanvi de protons (PEM) és una membrana d'electròlit sòlid, que evita efectivament el problema de la corrosió dels electròlits en altres piles de combustible. En comparació amb l'energia tradicional més respectuosa amb el medi ambient, el producte és només aigua; Estructura senzilla, fàcil d'aconseguir la modularització, el muntatge de la bateria i el manteniment més convenient; El temps d'arrencada en fred és curt i les fonts de combustible necessàries per les piles de combustible d'hidrogen són àmplies. L'eficiència de generació d'energia de la bateria es veu menys afectada pels canvis de càrrega, que és adequat per a la regulació de pics de la xarxa elèctrica. Però, al mateix temps, PEMFC encara s'enfronta a molts problemes en el desenvolupament futur: el preu de la membrana PEM és alt i la demanda supera l'oferta; És sensible al CO i propens a la intoxicació per catalitzadors. Alt cost del catalitzador; Cicle de vida curt, disminució ràpida del rendiment durant l'ús.