Introduction à l'énergie hydrogène et aux piles à combustible

Les piles à combustible peuvent être divisées enmembrane échangeuse de protons piles à combustible (PEMFC) et piles à combustible à méthanol direct en fonction des propriétés de l'électrolyte et du combustible utilisé

(DMFC), pile à combustible à acide phosphorique (PAFC), pile à combustible à carbonate fondu (MCFC), pile à combustible à oxyde solide (SOFC), pile à combustible alcaline (AFC), etc. Par exemple, les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) reposent principalement sur aumembrane échangeuse de protons Milieu de transfert de protons, les piles à combustible alcalines (AFC) utilisent un électrolyte alcalin à base d'eau tel qu'une solution d'hydroxyde de potassium comme milieu de transfert de protons, etc. De plus, selon la température de fonctionnement, les piles à combustible peuvent être divisées en piles à combustible à haute température et à basse température les piles à combustible, les premières comprennent principalement les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) et les piles à combustible à carbonate fondu (MCFC), les secondes comprennent les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC), les piles à combustible à méthanol direct (DMFC), les piles à combustible alcalines (AFC), piles à combustible à acide phosphorique (PAFC), etc.

Membrane échangeuse de protons fuel cells (PEMFC) use water-based acidic polymer membranes as their electrolytes. PEMFC cells must operate under pure hydrogen gas due to their low operating temperatures (below 100 ° C) and the use of noble metal electrodes (platinum based electrodes). Compared with other fuel cells, PEMFC has the advantages of low operating temperature, fast start-up speed, high power density, non-corrosive electrolyte and long service life. Thus, it has become the mainstream technology currently applied to fuel cell vehicles, but also partially applied to portable and stationary devices. According to E4 Tech, PEMFC fuel cell shipments are expected to reach 44,100 units in 2019, accounting for 62% of the global share; The estimated installed capacity reaches 934.2MW, accounting for 83% of the global proportion.

Les piles à combustible utilisent des réactions électrochimiques pour convertir l'énergie chimique du carburant (hydrogène) à l'anode et de l'oxydant (oxygène) à la cathode en électricité pour entraîner l'ensemble du véhicule. Plus précisément, les composants de base des piles à combustible comprennent le système moteur, l'alimentation électrique auxiliaire et le moteur ; Parmi eux, le système moteur comprend principalement le moteur composé d'un réacteur électrique, d'un système de stockage d'hydrogène du véhicule, d'un système de refroidissement et d'un convertisseur de tension DCDC. Le réacteur est le composant le plus critique. C'est l'endroit où l'hydrogène et l'oxygène réagissent. Il est composé de plusieurs cellules individuelles empilées et les principaux matériaux comprennent une plaque bipolaire, une électrode à membrane, une plaque d'extrémité, etc.